[发明专利]一种轨道交通应急定位系统及方法

权利要求书

1.一种轨道交通应急定位系统，用于地铁沿线及隧道中的地铁车辆的应急定位，其特征在于，所述应急定位系统包括摄像机、IMU、显示器和视频识别主机，所述的视频识别主机分别与摄像机、IMU和显示器连接；

其中所述的摄像机用于拍摄隧道壁上的公里标；

所述的IMU用于采集车辆的加速度并计算车辆位移；

所述的视频识别主机将公里标与车辆位移进行结合，来定位车辆的位置信息，并通过无线车地通信通道把车辆位置信息发往调度中心。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通应急定位系统，其特征在于，所述的摄像机安装于列车车头的侧面位置，所述的摄像机的安装角度垂直于隧道壁上的公里标，所述的摄像机为高速摄像机。

3.根据权利要求1所述的一种轨道交通应急定位系统，其特征在于，所述的IMU水平安装于列车司机室内。

4.根据权利要求1所述的一种轨道交通应急定位系统，其特征在于，所述的视频识别主机安装于列车内，为适合边缘计算的工业级主机。

5.根据权利要求1所述的一种轨道交通应急定位系统，其特征在于，所述的无线车地通信通道包括车载交换机和原有信号系统通信网络或其它自建的不与信号系统共用的无线车地通信通道，所述的视频识别主机依次通过车载交换机和车地无线通信通道连接调度中心系统。

6.根据权利要求1所述的一种轨道交通应急定位系统，其特征在于，所述的视频识别主机包括初始化模块、数据采集模块、判断模块、IMU数据处理模块、视频识别模块和校准模块，所述的初始化模块通过数据采集模块连接判断模块，所述的判断模块分别通过IMU数据处理模块和视频识别模块连接校准模块；

所述的IMU数据处理模块用来计算列车移动的距离；

所述的视频识别模块用来判断图像中是否存在公里标并且获取公里标的识别结果；

所述的校准模块利用视频识别模块识别到的公里标的数据，来校准IMU累计的位移值。

7.根据权利要求6所述的一种轨道交通应急定位系统，其特征在于，每隔一段距离识别到一个公里标，即每隔一段距离校准一次IMU的累计位移值。

8.一种采用权利要求1所述的轨道交通应急定位系统的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、初始化摄像机和IMU，给定当前车辆位置信息的初始值“公里标数+IMU累计位移值”；

步骤2、IMU获取当前车辆的运动姿态，同时，摄像机将捕获的图像传输给视频识别主机；

步骤3、视频识别主机对当前图片做分析处理，判断目前是停车还是行进的状态，如果是停车状态，则校正IMU的加速度值为0，当前速度也为0，即移动的距离不再累加变化，如果是行进状态，则执行步骤4；

步骤4、通过IMU检测列车的加速度信息，并计算得到列车的加速度、速度，以及当前位移信息；

步骤5、视频识别主机对图片做预处理，判断列车经过公里标识牌的时机；同时，视频识别主机对预处理过的图像进行识别，若在图像中能识别到公里标数据，则执行步骤6，否则返回步骤3；

步骤6、校正列车位置信息，IMU累计位移值清零，更新位置信息里的公里标数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的步骤4具体包括以下步骤：

步骤4.1、根据IMU输出的当前时刻的加速度信息计算当前时刻与上一时刻之间的速度增量；

Δv＝a×t

步骤4.2、根据上一时刻列车的速度信息、计算得到的速度增量，计算列车的当前时刻速度信息；

v＝Δv+v₀

步骤4.3、根据上一时刻定位到的位置信息、计算得到的所述列车的当前时刻速度信息，计算得到列车的当前时刻位移信息；

s＝s₀+v₀t+(at^2)/2。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的步骤5具体包括以下步骤：

步骤5.1、根据设定的坐标值，裁剪采集到的图片数据；

步骤5.2、采用神经网络模型对输入的裁剪后的图片数据处理；

步骤5.3、识别率大于阈值，得到公里标的检测结果。