收藏本站
《北京交通大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于图像特征的列车自主定位方法研究

郭保青  
【摘要】: 综合检测列车是重要的基础设施检测装备,是高速铁路安全运营的保障。实时高精度的位置信息是综合检测列车准确检测的前提,研究一种高精度自主定位方法对高速综合检测列车国产化和提高我国既有线基础设施检测水平具有重要的理论和现实意义。 论文分析了综合检测列车定位需求的特点,首次提出视觉应答器(VisualBalise,VsB)的概念,探讨了利用地图匹配和图像特征识别轨旁及轨道自身视觉应答器,并用它们校正里程计累积误差从而实现综合检测列车连续、高精度、车载自主定位的方法。该方法包括确定视觉应答器捕获区间,视觉应答器图像特征识别与定位,视觉应答器实际精确位置计算三个步骤。 为了确定列车是否进入视觉应答器的捕获区,需要进行列车位置估计。论文首先提出了基于GPS与稀疏栅格地图匹配的列车初始定位方法,随后结合GPS位置输出和线路先验数学模型,利用最近点估计和极大后验概率估计方法给出了直线轨道的列车位置估计;针对上述两种估计方法在曲线上计算量大和曲率匹配无法在圆曲线上定位的弊端,提出了基于曲率和航向组合匹配的曲线列车定位方法。 针对轨旁视觉应答器的识别,提出了利用特征点虚拟轨迹确定搜索区域,利用轨迹线灰度投影将轨旁视觉应答器从图像中分割出来的方法;并利用支撑矢量机对分割出来的图像进行了分类和识别。 针对线路自身视觉应答器,首先将道岔特征检测转换为图像中直线的检测,提出了利用图像截面灰度投影生成候选轨道集合,利用Hough变换验证轨道真实性的检测方法。该方法克服了标准Hough变换计算量大的缺点,同时利用了Hough变换抗噪性好的优点来验证轨道真实性,因此能够快速准确地检测出轨道特征。 为计算视觉应答器的实际位置,论文提出了基于单幅图像的一维简化定位模型,分析了模型误差;论文还利用平行钢轨轨距为常数的特征,提出了等比率立体三角定位方法,相对于平面三角定位提高了测量精度。 理论计算和现场实验均表明,利用图像特征识别视觉应答器,并将其校正里程计误差的定位方法能够满足综合检测列车的定位需求,为综合检测列车提供了一种高精度低成本的定位解决方案。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP391.41

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙世鹏,李英奎,徐少瑜,孟晓杰,钟章队;列车定位与铁路综合管理信息系统[J];铁路计算机应用;2001年09期
2 薛玲媛;;列车定位系统中通信技术的应用探讨[J];中国新通信;2009年21期
3 黄艳琼;李振汕;;铁路电子地图成图与列车定位系统设计与实现[J];计算机与现代化;2010年09期
4 王剑;蔡伯根;吴建平;;应用于列车控制系统的地图数据库的研究[J];ITS通讯;2005年04期
5 杨波;秦永元;严恭敏;;列车组合导航系统研究与仿真[J];传感技术学报;2007年01期
6 杨波;秦永元;柴艳;;车载简易惯性测量装置的误差建模与仿真[J];系统仿真学报;2007年03期
7 郭保青;唐涛;余祖俊;;基于GPS与轨道信息的地图匹配列车定位算法[J];电子测量与仪器学报;2007年01期
8 郭保青;许西宁;余祖俊;;单幅轨距图像中轨道特征识别与定位方法研究[J];电子测量与仪器学报;2011年04期
9 孙林祥,房坚;城市轨道交通的列车定位技术[J];电子工程师;2002年07期
10 王燕花;简水生;任文华;刘艳;谭中伟;;基于WDM和TDM的串联FBG高速列车定位系统[J];光电子.激光;2008年08期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 杨巍;;青藏线列车定位系统国产化研究[A];四川省通信学会2006年学术年会论文集(一)[C];2006年
2 王剑;蔡伯根;吴建平;;应用于列车控制系统的地图数据库的研究[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
3 周达天;郭保青;王少伟;唐涛;;基于多传感器信息融合的可靠安全的列车定位方法[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
4 杨巍;郭宁;;青藏线列车定位系统国产化研究[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年
5 高晶晶;陈霞;谈振辉;;基于GSM-R网络的CBTC技术关键问题的探讨[A];GSM-R移动通信及无线电管理学术会议论文集[C];2006年
6 杨泪朵;王山东;舒国权;王昌民;;GIS/GPS/DR集成在列车定位中若干问题的探讨[A];2009全国测绘科技信息交流会暨首届测绘博客征文颁奖论文集[C];2009年
7 高倩;陈德旺;;基于图论的列控数字轨道地图的研究[A];2007第三届中国智能交通年会论文集[C];2007年
8 吕书丽;;列控系统车载设备发展浅谈[A];快速提升铁路建设与装备现代化技术促进铁路跨越式发展——中国科协第五届青年学术年会第九分会场论文集[C];2004年
9 程剑锋;范明;;无线闭塞中心发展与研究[A];铁道科学技术新进展——铁道科学研究院五十五周年论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 董长青;中关村自主创新产品政府订单累计116亿元[N];北京日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 郭保青;基于图像特征的列车自主定位方法研究[D];北京交通大学;2008年
2 王剑;基于GNSS的列车定位方法研究[D];北京交通大学;2007年
3 周达天;基于多传感器信息融合的列车定位方法研究[D];北京交通大学;2007年
4 任文华;智能光纤传感网络中关键器件的研制和应用[D];北京交通大学;2010年
5 刘晓娟;城市轨道交通CBTC系统关键技术研究[D];兰州交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹新苗;基于GPS_DR的列车定位系统研究[D];西南交通大学;2012年
2 李聪;基于故障树和Petri网的列车定位系统安全性研究[D];西南交通大学;2012年
3 张雅静;基于GNSS的虚拟应答器研究[D];北京交通大学;2007年
4 惠希云;基于GNSS的虚拟应答器关键技术研究[D];北京交通大学;2009年
5 曹长虹;城市轨道交通列车定位方法研究[D];兰州理工大学;2011年
6 惠怀志;列车组合定位系统中信息融合算法的研究[D];北京交通大学;2007年
7 唐一哲;基于GNSS的列车定位完善性研究[D];北京交通大学;2007年
8 张辉;基于GNSS/ODO的列车定位方法研究[D];北京交通大学;2008年
9 杨学博;基于ARM-Linux的列车GPS组合定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
10 闫琦;基于Agent的CBTC系统运行仿真平台的研究[D];北京交通大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026