[发明专利]一种结合即时定位与地图构建的列车定位系统和方法

权利要求书

1.一种列车定位方法，采用列车定位系统进行定位，所述列车定位系统包括：信标数据库：所述信标数据库中存储有信标数据，包括信标序列号、信标所在位置以及每一个信标序列号对应的一个里程数据；

车载控制器：所述车载控制器设有可识别轨道上安装的信标，并获取当前信标的序列号的信标识别模块，以及可获取当前列车实时速度的速度获取模块，通过访问信标数据库获取信标对应的里程数和列车区段定位，并将列车里程数据、列车区段定位信息以及列车实时速度发送给定位修正模块；

定位修正模块：所述定位修正模块包括安装于列车车头的环境感知传感器和车载数据处理器，所述环境感知传感器用于获取列车运行方向上的环境信息，所述车载数据处理器根据环境信息，利用SLAM技术获取列车的位置，并结合车载控制器提供的数据，实现定位修正；

所述列车定位方法包括如下步骤：

S1:从信标识别模块识别到第一个信标起开始进行列车定位，速度获取模块不断获取列车当前的速度，并发送给定位修正模块；

S2：当识别到一个信标时，获取该信标对应的序列号，通过查询信标数据库获取当前列车的里程数和区段定位，将列车里程数数据和区段定位信息发给定位修正模块；

S3:定位修正模块将当前信标的位置作为当前局部特征地图的原点，通过环境感知传感器不断获取列车车头前方的三维空间环境信息，提取具有区分度的特征构建初始的局部特征地图；

S4：根据获取的最新一帧特征，利用SLAM更新局部特征地图；

S5：根据最新一帧特征在局部特征地图上的空间位置，获取列车在局部特征地图上的局部定位；

S6：列车在局部特征地图上的位置的集合表示运行路径，根据原点位置和运行路径计算出列车从上一个信标开始运行的里程数；

S7:根据前后两次SLAM定位的结果和相邻的时间间隔，计算出在列车的平均速度，与车载控制器发送的列车速度做比较，计算速度误差；如果连续多次速度误差超过设定的阈值，认为SLAM定位失效；当连续若干个时间周期内没有SLAM定位结果，也认为SLAM定位失效；

S8：当SLAM定位失效时，根据列车速度和获取速度的时间间隔的乘积计算列车运行的里程数，并根据经过前一个信标时获取的里程数据和列车运行里程数计算列车区段定位位置，这个区段定位作为定位修正模块输出的修正定位结果；

S9:当SLAM没有失效时，根据步骤S6中获取的里程数和经过前一个信标时获取的里程数据计算列车区段定位位置，这个区段定位作为定位修正模块输出的修正定位结果；

S10：当信标识别模块识别到新的信标时，将信标定位获取的列车里程数和区段定位数据作为新的定位初始值传输给定位修正模块；定位修正模块重新构建新的局部特征地图，输出修正定位结果。

2.根据权利要求1所述的一种列车定位方法，其特征在于：所述环境感知传感器包括激光雷达和/或高速相机。

3.根据权利要求2所述的一种列车定位方法，其特征在于：所述环境信息包括轨面、隧道壁和轨旁设备。