[发明专利]一种基于轨道曲线特征的列车定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于轨道曲线特征的列车定位方法，其特征在于，包括：

获取列车在定位时的定位数据；

对所述定位数据进行拟合，获取所述列车的拟合行驶轨迹；

根据铁路轨道的电子地图，结合所述拟合行驶轨迹，确定所述列车的运行线路；

基于投影法，根据所述定位数据在所述运行线路上的投影点，判断所述列车位于所述运行线路上的运行区段；

确定所述列车位于所述运行线路的直线段，则利用直线投影法在所述运行线路上确定所述列车的定位；

确定所述列车位于所述运行线路的非直线段，则利用曲线拟合法在所述运行线路上确定所述列车的定位；

所述铁路轨道的电子地图，结合所述拟合行驶轨迹，确定所述列车的运行线路，包括：

在铁路轨道的电子地图上，按照直线段-缓和曲线段-圆曲线段-缓和曲线段-直线段相循环的形式对铁路线路进行划分；利用三次多项式拟合所有缓和曲线段的坐标点，并利用圆曲线公式拟合所有圆曲线段的坐标点，所述电子地图包含与每个铁路线路相对应的电子地图曲线；

以所述列车的行驶轨迹为中心，确定缓冲区域；

确定位于所述缓冲区域内的候选线路，并将所述候选线路中的匹配度最大的一条候选线路设定为所述列车的运行线路。

2.根据权利要求1所述的基于轨道曲线特征的列车定位方法，其特征在于，所述对所述定位数据进行拟合，获取所述列车的拟合行驶轨迹，包括：利用三次B样条曲线对所述定位数据进行拟合，具体为：

根据所述定位数据求解所述三次B样条曲线的控制顶点；

利用三次B样条曲线模型拟合列车的行驶轨迹。

3.根据权利要求2所述的基于轨道曲线特征的列车定位方法，其特征在于，在所述根据所述定位数据求解所述三次B样条曲线的控制顶点，包括：

其中，P_i(i＝0，1，2…n+1)为控制顶点，Q_i(i＝1，2，…n)为列车定位数据。

4.根据权利要求3所述的基于轨道曲线特征的列车定位方法，其特征在于，在所述利用三次B样条曲线模型拟合列车的行驶轨迹中，所述三次B样条曲线模型为：

其中，P_i，3(u)为每段3次B样条曲线的控制顶点；G_i，3(u)是3次B样条曲线的基函数(i＝0、1、2、3)；G为3次B样条曲线的基函数矩阵；X、Y分别是每段3次B样条曲线控制顶点的坐标向量，(X_u，Y_u)为3次B样条曲线上的点。

5.根据权利要求1所述的基于轨道曲线特征的列车定位方法，其特征在于，所述确定位于所述缓冲区域内的候选线路，并将所述候选线路中的匹配度最大的一条候选线路设定为所述列车的运行线路，包括：

确定所述缓冲区内只有一条候选线路，则将所述候选线路设为所述列车的运行线路；

确定所述缓冲区内有多条候选线路，则计算每一条候选线路的匹配度，并将匹配度最大的一条候选线路设定为所述列车的运行线路；

所述计算每一条候选线路的匹配度的公式为：

其中f_j是第j条候选线路的匹配度，σ_j为第j条候选线路与定位数据的偏离程度，ρ_j为第j条候选线路的方向变化与定位数据的方向变化之间的相关系数。

6.根据权利要求1所述的基于轨道曲线特征的列车定位方法，其特征在于，所述基于投影法，根据所述定位数据在所述运行线路上的投影点，判断所述列车位于所述运行线路上的运行区段，包括：

根据所述定位数据，确定列车的运行方向以及列车定位坐标；

根据所述运行方向，确定在所述运行线路的电子地图上距离所述列车定位坐标前后方最近的前特征点和后特征点；

确定所述前特征点为直缓点且所述后特征点为缓直点，则判断所述列车位于所述运行线路上的直线段上；否则，判断所述列车位于所述运行线路上的非直线段上。