[发明专利]一种基于图像匹配的高铁列控定位方法及其系统

说明书

本发明公开了一种基于图像匹配的高铁列控定位方法及其系统，所述定位方法包括以下步骤：建立初始三维电子地图数据库；列车初始定位；连续定位，根据初始特征点和所述初始特征点链接的下一个特征点的位置，提前做好图像获取准备；特征点匹配；匹配合格获取地理坐标，形成列车位置；将匹配不合格的特征点进行更新，建立三维电子地图数据库；所述系统包括初始三维电子地图数据库模块、图像获取模块、图像处理模块、特征点匹配模块和三维电子地图数据库模块；本发明通过高速摄像机获取沿线特征点，并引入辨识度λ，根据辨识度来快速筛选特征点，并与存储于三维电子地图数据库中的特征点数据进行比较，从而实现列车定位。

技术领域

本发明属于列车定位领域，特别涉及一种基于图像匹配的高铁列控定位方法及其系统。

背景技术

当前为铁路列控系统提供测速测距服务的是一套组合的多维的测速测距系统，包含了速度传感器、测速雷达、加速度传感器、应答器、轨道电路、计轴器等。通过以上几种的组合为列控车载系统提供了高安全测速测距功能，保障了列车的安全，但也因此造成了铁路列控系统测速测距成本代价高昂，面对如此众多的传感设备，不但增加了开发成本，还增加技术集成难度，也增加了列车的安装难度。

为了解决测速测距带来高成本问题，现在的列控系统研究人员正在尝试采用卫星定位技术替代传统的列车定位技术，并取得一定成果。

但是卫星定位技术对于高铁的应用仍然存在一定的局限性，比如在川藏铁路中，由于一半以上的线路是隧道，卫星定位技术就没有使用的必要性。在穿越城市地下的高铁线路中，卫星定位技术也存在局限性。

因此，找到普适的不依赖于地形，又能降低定位基础设备成本的定位技术手段是列控技术未来的发展的必然选择。

图像匹配技术的快速发展，利用图像技术进行身份识别、智能分析等各种各样技术层出不穷，阿尔法狗通过人工智能赢得了世界冠军等，都说明图像技术已经可以很成熟的应用于生活的方方面面。身份识别应用于银行等金融领域说明其安全性也得到成熟的验证。图像技术在高铁上也有所应用，高铁系统中为了实现列车的防碰撞功能，安装了摄像头、毫米波雷达用于获取列车前方路况，而在远程控制系统中也采用图像识别功能。

虽然图像识别没有在安全领域有所应用，但在列车驾驶中起到了一定作用，这无疑为图像匹配技术在高铁列控定位中的应用提供技术经验和积累。本发明基于图像技术的快速发展，针对当前列控定位技术中存在的一些问题，提出了一种解决列车定位问题的新方法。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种基于图像匹配的高铁列控定位方法

所述定位方法包括以下步骤：

第一步：建立初始三维电子地图数据库；

第二步：列车初始定位，列车根据初始特征点确定初始位置；

第三步：连续定位，根据初始特征点和所述初始特征点链接的下一个特征点的位置，提前做好图像获取准备；

第四步：将获得的图像数据化处理后与初始三维电子地图数据库中特征点数据匹配，匹配合格执行第五步；若匹配不合格，将匹配不合格的特征点进行更新；

第五步：获取地理坐标，形成列车位置。

进一步地，所述初始特征点位于车站内。

进一步地，

所述第一步中，建立初始三维电子地图数据库的方法包括如下步骤：

S1：建立特征点获取模型，λ=F（x）/L，L=C/t；

S2：用高速摄像机获取列车运行途中地形图像；

S3：根据特征点获取模型进行特征点筛选；

S4：在筛选后的所述特征点之间建立链接；