(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210996903.4 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410073 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 聂晓明　张亚洁　张成众　陈思雨　 梁焜　莫文杰　周健　魏国　 (74)专利代理 机构 长沙国科天河知识产权代理 有限公司 432 25 专利代理师 赵小龙 (51)Int.Cl. G06V 10/22(2022.01) G06T 7/30(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/80(2017.01)G06T 7/136(2017.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 基于LDV与MEMS组合的列车轨道节点匹配方 法 (57)摘要 本发明公开一种基于LDV与MEMS组合的列车 轨道节点匹配方法， 包括： 步骤1， 列车在U WB基站 覆盖范围时， 联合U WB与MEMS 进行定位， 在列车驶 出UWB基站的覆盖范围时获取初始位置信息； 步 骤2， 基于LDV测速系统实时获取列车在轨道运行 中沿轨道 运行的距离信息， 完成列车在车站区间 行驶过程中的粗定位； 步骤3， 将粗定位与轨道建 设规划图拟合， 确定姿态发生突变的位置， 并以 此对粗定位进行修正； 步骤4， 重复步骤3直至列 车驶入下一车站的UWB基站覆盖范围。 本发明应 用于轨道交通领域， 不仅能在车站、 山区、 隧道等 常规卫导无法精准定位的环境下仍能提供轨道 车辆的有效定位， 而且减少了差分基站的布设， 有效地降低了 定位成本 。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115294319 A 2022.11.04 CN 115294319 A 1.一种基于LDV与MEMS组合的列车轨道节点匹配方法， 其特征在于， 在车站内布设若干 UWB基站， 在列车上搭载有定位终端， 所述定位终端上具有LDV测速系统、 UWB通讯系统与 MEMS系统； 所述列车轨道 节点匹配方法包括如下步骤： 步骤1， 当列车行驶在 车站的UWB基站的覆盖范围时， 联合UWB通讯系统与MEMS系统进行 联合定位， 并在列车驶出 所述UWB基站的覆盖范围时获取列车的初始位置信息； 步骤2， 在初始位置信息的基础上， 基于LDV测速系统实时获取列车在轨道运行中沿轨 道运行的距离信息， 完成列车在车站区间行驶过程中的粗定位； 步骤3， 在列车进行车站区间行驶的过程中， 通过MEMS系 统实时获取列车的姿态信息， 当列车的姿态改变超过突变阈值时， 将所述粗定位与轨道建设规划图拟合， 确定姿态发生 突变的位置， 并以此对所述粗定位进行修正， 即将与轨道建设规划图匹配得到的位置信息 传输至LDV测速系统， 更新 LDV测速系统的定位信息； 步骤4， 重 复步骤3直至列车驶入下一车站的UWB基站的覆盖范围后， 再次进行步骤1 ‑步 骤4。 2.根据权利要求1所述的基于LDV与MEMS组合的列车轨道节点匹配方法， 其特征在于， 步骤1中， 所述联合UWB通讯系统与M EMS系统进行 联合定位， 具体包括： 步骤1.1， 对UWB通讯系统接收各UWB基站发出的UWB信息进行测量， 得到列车当前时刻 与各UWB基站的距离信息； 步骤1.2， MEMS系统获取列车当前时刻与各UWB基站的距离信息， 并根据车站的区域补 偿信息对各距离信息进行修正， 得到修正后的距离信息所构成的实时位置信息， 并通过初 始位置信息与轨道建 设方案对比， 得到列车的实时方向角信息； 步骤1.3， 设定门限阈值， 将实时位置信息中的所有距离信息分别与门限阈值进行比 较， 筛选出高误差信息， 并对其进行低权重赋值后， 将实时位置信息中所有的距离信息进 行 加权最小二乘法得到列车高精度的实时定位信息 。 3.根据权利要求2所述的基于LDV与MEMS组合的列车轨道节点匹配方法， 其特征在于， 步骤1.2中， 所述车站的区域补偿信息的获取过程为： 在车站布设UWB基站时， 对每一UWB基 站进行如下处 理： 步骤1.2.1， 控制一列搭载有UWB通讯系统的列车在车轨上运行， 基于各UWB基站对UWB 通讯系统发出的UWB信息进行测量， 得到列车当前时刻与各UWB基站的粗测距离信息， 并实 际测量得到列车当前时刻与各UWB基站的实测距离信息， 将粗测距离信息与实测距离信息 差分即得到该粗测距离信息对应的区域补偿信息； 步骤1.2.2， 在UWB信息的每个采样时刻进行步骤1.2.1， 即能得到粗测距离信息与区域 补偿信息一 一对应的区域补偿信息对照表。 4.根据权利要求2所述的基于LDV与MEMS组合的列车轨道节点匹配方法， 其特征在于， 步骤1.3中， 所述将实时位置信息中的所有距离信息 分别与门限阈值进 行比较， 筛选出高误 差信息， 并对其进行低权重赋值后， 将实时位置信息中所有的距离信息进行加权最小二乘 法得到列车高精度的实时定位信息， 具体为： 将实时位置信 息中的所有距离信 息分别与门限阈值进行比较， 将大于或等于门限阈值 的距离信息的权重设置为1， 将小于门限阈值的距离信息的权重设置为0， 并根据所设置的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115294319 A 2权重将实时位置信息中所有的距离信息进行加权最小二乘法得到列车高精度的实时定位 信息。 5.根据权利要求1至4任一项所述的基于LDV与MEMS组合的列车轨道节点匹配方法， 其 特征在于， 所述基于LDV测速系统实时获取列车在轨道 运行中沿轨道运行的距离信息， 具体 为： 式中， s为列车在轨道运行中沿轨道运行的距离信息， vi为LDV测速系统测得的速度信 息， t1～t2为列车在轨道运行中的时间 间隔。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115294319 A 3