地铁智能巡检车高精度自主定位技术研究
发布时间：2020-12-18 22:07
基础设施快速检测是城市轨道交通运营安全的重要保障。针对既有轨道交通列车运行控制系统列车定位精度低、无法满足自动巡检车需求的难题,本论文设计了一种基于多传感器融合的车载高精度实时定位技术。可以实现厘米级定位精度,为巡检车自动驾驶及动态检测数据高精度定位提供支持。为修正因车体蛇形、空转和打滑造成的里程累计误差,以及能够实现巡检车各项检测系统采集的线路数据保持时空同步,确保采集信息有意义,本文设计了一种基于多传感器融合的定位技术,然后给出了定位系统的总体方案设计,主要包括系统硬件设计和高精度定位算法。系统硬件设计包括传感器选型、各功能模块组成以及工作原理,算法设计基于多传感器融合,由初始定位和实时定位两部分组成,定位算法也是本论文的主要创新点,并规定了系统预期的各级定位精度以及实现隧道现场实时定位的要求。为了能实现检测车的实时定位,本文搭建了一个高效可靠,能够实时采集与数据处理的硬件平台,在实验室已有定位系统基础上优化并新增了传感器;主要设计了轮轴计数器和激光位移器的数据采集模块,包括与FPGA的接口设计以及内部采集逻辑电路设计;最后编写了各传感器采集板卡对应的软件驱动及各函数调用详解。高精...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３广州地铁隧道现场??Ｆｉｇ．?１－３?Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ?Ｍｅｔｒｏ?Ｔｕｎｎｅｌ?Ｓｉｔｅ??
取的各项数据有一个时空同步的统一基准。??趣國??图１－１人工静态检测?图１－２智能巡检车??Ｆｉｇ．?１－１?Ｍａｎｕａｌ?ｓｔａｔｉｃ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?Ｆｉｇ．?１－２?Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ?ｖｅｈｉｃｌｅ??本论文依托广州地铁隧道检测项目，研发出符合地铁隧道现场的高精确自主??定位系统。利用定位系统的多传感器融合采集的同步数据，可实现在庞大地铁线??路任意位置的检测车高精度实时定位，研宄数据融合算法进行匹配与对位，实现??自主检测时各传感器检测参数的时空同步，并对线路基础设施进行实时检测与预??警分析。最终应可以在隧道现场达到ｌ〇ｃｍ的定位精度，并可以对地铁整条隧道线??路的基础设施进行实时检测。??Ｗｍ??图１－３广州地铁隧道现场??Ｆｉｇ．?１－３?Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ?Ｍｅｔｒｏ?Ｔｕｎｎｅｌ?Ｓｉｔｅ??１．２国内外研究现状??目前，高精度列车自主定位技术主要应用在高速铁路综合检测车上［８＿１（）］。且定??位方法都是结合里程计和地面查询应答器为主，辅以全球定位系统、多普勒雷达、??线路特征匹配等方法［１＿７］
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【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁轨道交通发展对城市交通问题的有效改善[J]. 周强. 佳木斯教育学院学报. 2014(05)
[2]西安地铁1号线列车运行自动控制分析[J]. 高玉,王洪波. 现代城市轨道交通. 2014(01)
[3]北京地铁远期双线换乘站换乘形式分析[J]. 石广银. 隧道建设. 2014(01)
[4]铁路隧道运营状态评估及病害整治措施[J]. 俞翰斌,马伟斌. 中国铁路. 2013(07)
[5]基于改进H~∞滤波算法的列车组合定位方法研究[J]. 高渐强,顾桂梅. 城市轨道交通研究. 2013(03)
[6]隧道监测系统研究现状及其发展趋势[J]. 吴忠杰,罗根传,刘新喜. 吉首大学学报(自然科学版). 2012(06)
[7]基于灰色理论的列车组合定位轮径校准方法研究[J]. 刘江,蔡伯根,王剑,唐涛. 铁道学报. 2011(05)
[8]三维激光扫描技术在隧道横纵断面测量中的应用研究[J]. 夏国芳,王晏民. 北京建筑工程学院学报. 2010(03)
[9]基于激光测距技术的隧道断面形变检测系统[J]. 周奇才,金奇,高嵩,何自强. 测控技术. 2010(05)
[10]地铁隧道变形监测的数字图像处理技术研究[J]. 周奇才,孙月腾,陈海燕,熊肖磊,何自强. 中国工程机械学报. 2009(04)
博士论文
[1]轨道交通线路几何安全状态动态检测技术研究[D]. 余祖俊.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]基于FPGA和PCI总线数据采集系统的研究与设计[D]. 王金锐.武汉理工大学 2013
[2]路轨两栖综合检测车精确定位与综合同步系统研究[D]. 李寅.北京交通大学 2011
[3]融合摄影测量与激光扫描技术的隧道全断面高速动态检测技术研究[D]. 郭一诗.北京交通大学 2011
[4]车载式线路全断面检测系统研究[D]. 刘玉.北京交通大学 2010
[5]基于图像传感器的隧道变形监测系统[D]. 廖凯.电子科技大学 2009
[6]车载线路全断面检测及管理信息系统研究[D]. 杨娅楠.北京交通大学 2008
[7]基于USB和FPGA技术的高性能数据采集模块的设计与实现[D]. 梁颖.四川大学 2005
本文编号：2924687
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３广州地铁隧道现场??Ｆｉｇ．?１－３?Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ?Ｍｅｔｒｏ?Ｔｕｎｎｅｌ?Ｓｉｔｅ??
取的各项数据有一个时空同步的统一基准。??趣國??图１－１人工静态检测?图１－２智能巡检车??Ｆｉｇ．?１－１?Ｍａｎｕａｌ?ｓｔａｔｉｃ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?Ｆｉｇ．?１－２?Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ?ｖｅｈｉｃｌｅ??本论文依托广州地铁隧道检测项目，研发出符合地铁隧道现场的高精确自主??定位系统。利用定位系统的多传感器融合采集的同步数据，可实现在庞大地铁线??路任意位置的检测车高精度实时定位，研宄数据融合算法进行匹配与对位，实现??自主检测时各传感器检测参数的时空同步，并对线路基础设施进行实时检测与预??警分析。最终应可以在隧道现场达到ｌ〇ｃｍ的定位精度，并可以对地铁整条隧道线??路的基础设施进行实时检测。??Ｗｍ??图１－３广州地铁隧道现场??Ｆｉｇ．?１－３?Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ?Ｍｅｔｒｏ?Ｔｕｎｎｅｌ?Ｓｉｔｅ??１．２国内外研究现状??目前，高精度列车自主定位技术主要应用在高速铁路综合检测车上［８＿１（）］。且定??位方法都是结合里程计和地面查询应答器为主，辅以全球定位系统、多普勒雷达、??线路特征匹配等方法［１＿７］
?取的各项数据有一个时空同步的统一基准。??趣國??图１－１人工静态检测?图１－２智能巡检车??Ｆｉｇ．?１－１?Ｍａｎｕａｌ?ｓｔａｔｉｃ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?Ｆｉｇ．?１－２?Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ?ｖｅｈｉｃｌｅ??本论文依托广州地铁隧道检测项目，研发出符合地铁隧道现场的高精确自主??定位系统。利用定位系统的多传感器融合采集的同步数据，可实现在庞大地铁线??路任意位置的检测车高精度实时定位，研宄数据融合算法进行匹配与对位，实现??自主检测时各传感器检测参数的时空同步，并对线路基础设施进行实时检测与预??警分析。最终应可以在隧道现场达到ｌ〇ｃｍ的定位精度，并可以对地铁整条隧道线??路的基础设施进行实时检测。??Ｗｍ??图１－３广州地铁隧道现场??Ｆｉｇ．?１－３?Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ?Ｍｅｔｒｏ?Ｔｕｎｎｅｌ?Ｓｉｔｅ??１．２国内外研究现状??目前，高精度列车自主定位技术主要应用在高速铁路综合检测车上［８＿１（）］。且定??位方法都是结合里程计和地面查询应答器为主，辅以全球定位系统、多普勒雷达、??线路特征匹配等方法［１＿７］
【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁轨道交通发展对城市交通问题的有效改善[J]. 周强. 佳木斯教育学院学报. 2014(05)
[2]西安地铁1号线列车运行自动控制分析[J]. 高玉,王洪波. 现代城市轨道交通. 2014(01)
[3]北京地铁远期双线换乘站换乘形式分析[J]. 石广银. 隧道建设. 2014(01)
[4]铁路隧道运营状态评估及病害整治措施[J]. 俞翰斌,马伟斌. 中国铁路. 2013(07)
[5]基于改进H~∞滤波算法的列车组合定位方法研究[J]. 高渐强,顾桂梅. 城市轨道交通研究. 2013(03)
[6]隧道监测系统研究现状及其发展趋势[J]. 吴忠杰,罗根传,刘新喜. 吉首大学学报(自然科学版). 2012(06)
[7]基于灰色理论的列车组合定位轮径校准方法研究[J]. 刘江,蔡伯根,王剑,唐涛. 铁道学报. 2011(05)
[8]三维激光扫描技术在隧道横纵断面测量中的应用研究[J]. 夏国芳,王晏民. 北京建筑工程学院学报. 2010(03)
[9]基于激光测距技术的隧道断面形变检测系统[J]. 周奇才,金奇,高嵩,何自强. 测控技术. 2010(05)
[10]地铁隧道变形监测的数字图像处理技术研究[J]. 周奇才,孙月腾,陈海燕,熊肖磊,何自强. 中国工程机械学报. 2009(04)
博士论文
[1]轨道交通线路几何安全状态动态检测技术研究[D]. 余祖俊.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]基于FPGA和PCI总线数据采集系统的研究与设计[D]. 王金锐.武汉理工大学 2013
[2]路轨两栖综合检测车精确定位与综合同步系统研究[D]. 李寅.北京交通大学 2011
[3]融合摄影测量与激光扫描技术的隧道全断面高速动态检测技术研究[D]. 郭一诗.北京交通大学 2011
[4]车载式线路全断面检测系统研究[D]. 刘玉.北京交通大学 2010
[5]基于图像传感器的隧道变形监测系统[D]. 廖凯.电子科技大学 2009
[6]车载线路全断面检测及管理信息系统研究[D]. 杨娅楠.北京交通大学 2008
[7]基于USB和FPGA技术的高性能数据采集模块的设计与实现[D]. 梁颖.四川大学 2005
本文编号：2924687
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