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原文传递一种列车车底的精准定位方法

专利名称：	一种列车车底的精准定位方法
摘要：	本发明公开了一种列车车底的精准定位方法，通过AGV小车采集传感数据，并根据传感数据对车轮轮毂以及车轴圆心进行解析，最后将车轮轮毂以及车轴圆心进行匹配，从而实现列车底部车轮以及车轴的定位，可以辅助人工智能进行检修，从而解决了人工检修效率低的问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	成都运达科技股份有限公司
发明人：	卜显利;吴双;张楠;林逸
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-29T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-31T00:00:00+0800
申请号：	CN202211200304.3
公开号：	CN115649245A
代理机构：	成都行之智信知识产权代理有限公司
代理人：	王伟
分类号：	B61L27/40;B61L25/02;G01C21/16;G01S17/08;B;G;B61;G01;B61L;G01C;G01S;B61L27;B61L25;G01C21;G01S17;B61L27/40;B61L25/02;G01C21/16;G01S17/08
申请人地址：	610000 四川省成都市高新区新达路11号
主权项：	1.一种列车车底的精准定位方法，其特征在于，包括：控制AGV小车在列车车底按车头至车尾的方向直线行驶，并采集数据，得到传感数据；基于所述传感数据，对列车车轮的轮毂中心进行定位，得到轮毂中心定位结果；基于所述传感数据，拟合列车车轴的圆心，得到车轴圆心定位结果，所述轮毂中心定位结果中的轮毂中心与车轴圆心定位结果中的圆心一一对应；将所述轮毂中心定位结果与车轴圆心定位结果进行匹配，获取车底定位结果。 2.根据权利要求1所述的列车车底的精准定位方法，其特征在于，所述传感数据包括AGV小车从车头行至车尾的过程中，在连续时间点上所采集的惯性导航数据、3D激光雷达数据、第一激光测距数据以及第二激光测距数据；所述第一激光测距数据为设置于AGV小车上的第一激光测距仪所测量的数据，所述第二激光测距数据为设置于AGV小车上的第二激光测距仪所测量的数据；所述第一激光测距仪的测量方向水平，且第一激光测距仪测量到轮毂时，第一激光测距仪的测量方向垂直于轮毂；所述第二激光测距仪的测量方向竖直，且第二激光测距仪测量到车轴时，第二激光测距仪的测量方向垂直于车轴轴线。 3.根据权利要求2所述的列车车底的精准定位方法，其特征在于，基于所述传感数据，对列车车轮的轮毂中心进行定位，得到轮毂中心定位结果，包括：根据所述惯性导航数据以及3D激光雷达数据，获取在连续时间点上的里程计数据；将里程计数据以及第一激光测距数据进行时间同步，得到连续时间点对应的里程计数据以及第一激光测距数据；对所述第一激光测距数据进行滤波，得到滤波后的第一激光测距数据；根据所述里程计数据以及滤波后的第一激光测距数据，确定列车车轮的轮毂中心，得到轮毂中心定位结果。 4.根据权利要求3所述的列车车底的精准定位方法，其特征在于，根据所述惯性导航数据以及3D激光雷达数据，获取在连续时间点上的里程计数据，包括：根据所述惯性导航数据在笛卡尔坐标系下的坐标以及3D激光雷达数据在笛卡尔坐标系下的坐标，并根据两个坐标更新扩展卡尔曼滤波器，得到融合后的里程计数据；遍历所有时间点上的惯性导航数据以及3D激光雷达数据，得到在连续时间点上的里程计数据。 5.根据权利要求3所述的列车车底的精准定位方法，其特征在于，对所述第一激光测距数据进行滤波，得到滤波后的第一激光测距数据，包括：在所有第一激光测距数据中确定目标第一激光测距数据；当多个连续时间点对应的第一激光测距数据未产生变化时，则将该多个连续时间点对应的第一激光测距数据作为目标第一激光测距数据；确定目标第一激光测距数据对应目标时间段所对应的里程计数据，所述目标时间段表示目标第一激光测距数据对应的多个连续时间点；判断目标时间段所对应的里程计数据是否小于预先设定的轮毂扫描线宽度，若是，则将目标第一激光测距数据滤除，否则将目标第一激光测距保留；遍历所有第一激光测距数据，得到初步滤波的第一激光测距数据；将初步滤波的第一激光测距数据中不位于第一距离阈值区间R内的数据滤除，得到滤波后的第一激光测距数据。 6.根据权利要求3所述的列车车底的精准定位方法，其特征在于，根据所述里程计数据以及滤波后的第一激光测距数据，确定列车车轮的轮毂中心，得到轮毂中心定位结果，包括：根据滤波后的第一激光测距数据，确定每个轮毂对应的第一激光测距数据；根据每个轮毂对应的第一激光测距数据，确定第一激光测距仪开始扫描到轮毂时对应的第一激光测距数据tof1_d_begin以及最后扫描到轮毂时对应的第一激光测距数据tof1_d_end；确定第一激光测距数据tof1_d_begin对应的里程计数据pose(tof1_d_begin)以及第一激光测距数据tof1_d_end对应的里程计数据pose(tof1_d_end)；根据里程计数据pose(tof1_d_begin)以及里程计数据pose(tof1_d_end)，确定列车车轮的轮毂中心pose_wheel_center为：pose_wheel_center＝(pose(tof1_d_end)-pose(tof1_d_begin))/2，得到车轴圆心定位结果。 7.根据权利要求6所述的列车车底的精准定位方法，其特征在于，基于所述传感数据，拟合列车车轴的圆心，得到车轴圆心定位结果，包括：对第二激光测距数据进行滤波，得到滤波后的第二激光测距数据；根据所述滤波后的第二激光测距数据，拟合列车车轴的圆心，得到车轴圆心定位结果。 8.根据权利要求7所述的列车车底的精准定位方法，其特征在于，对第二激光测距数据进行滤波，得到滤波后的第二激光测距数据，包括：将不在第二阈值区间D中的第二激光测距数据滤除，得到滤波后的第二激光测距数据。 9.根据权利要求7所述的列车车底的精准定位方法，其特征在于，根据所述滤波后的第二激光测距数据，拟合列车车轴的圆心，得到车轴圆心定位结果，包括： A、将里程计数据以及第二激光测距数据进行时间同步，得到连续时间点对应的里程计数据以及第二激光测距数据； B、将同一时间点对应的里程计数据以及第二激光测距数据，组成数据对(posei,tof2i)，其中posei表示时间点i对应的里程计数据，tof2i表示时间点i对应的第二激光测距数据，i＝1,2,…,I，I表示时间点总数； C、设置计数器T1＝1以及计数器T2＝1； D、取第T1至T1+2个时间点对应的三个数据对，并根据取出的数据对拟合圆心； E、令T1的计数值增加3+T2，并令T2的计数值加一； F、取第T1至T1+2个时间点对应的三个数据对，并根据取出的数据对拟合圆心； G、重复步骤E-步骤F，直至遍历所有数据对，得到多个拟合的圆心，每个所述圆心对应一个半径； H、将半径不符合车轴半径的圆心去除，得到车轴圆心定位结果。 10.根据权利要求9所述的列车车底的精准定位方法，其特征在于，将所述轮毂中心定位结果与车轴圆心定位结果进行匹配，获取车底定位结果，包括：沿轮毂中心以及轮毂中心对应的车轴圆心向同一水平面作两条垂线，得到两条垂线与该水平面的交点；判断两个交点之间的距离是否大于设定的阈值，若是，则仅以轮毂中心作为车底定位结果，否则以轮毂中心以及车轴圆心共同作为车底定位结果。