資源描述：
《探析基于圖像特征的列車自主定位方法研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文基于圖像特征的列車自主定位方法研究姓名：郭保青申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：交通信息工程及控制指導(dǎo)教師：唐濤20081101中文摘要綜合檢測(cè)列車是重要的基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)裝備，是高速鐵路安全運(yùn)營(yíng)的保障。實(shí)時(shí)高精度的位置信息是綜合檢測(cè)列車準(zhǔn)確檢測(cè)的前提，研究一種高精度自主定位方法對(duì)高速綜合檢測(cè)列車國(guó)產(chǎn)化和提高我國(guó)既有線基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)水平具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。論文分析了綜合檢測(cè)列車定位需求的特點(diǎn)，首次提出視覺(jué)應(yīng)答器(VisualBalisc，VsB)的概念，探討了利用地圖匹配和圖像特征識(shí)別軌旁及軌道自身視覺(jué)應(yīng)答器，并用它們校正里程計(jì)累積誤
2、差從而實(shí)現(xiàn)綜合檢測(cè)列車連續(xù)、高精度、車載自主定位的方法。該方法包括確定視覺(jué)應(yīng)答器捕獲區(qū)間，視覺(jué)應(yīng)答器圖像特征識(shí)別與定位，視覺(jué)應(yīng)答器實(shí)際精確位置計(jì)算三個(gè)步驟。為了確定列車是否進(jìn)入視覺(jué)應(yīng)答器的捕獲區(qū)，需要進(jìn)行列車位置估計(jì)。論文首先提出了基于GPS與稀疏柵格地圖匹配的列車初始定位方法，隨后結(jié)合GPS位置輸出和線路先驗(yàn)數(shù)學(xué)模型，利用最近點(diǎn)估計(jì)和極大后驗(yàn)概率估計(jì)方法給出了直線軌道的列車位置估計(jì)；針對(duì)上述兩種估計(jì)方法在曲線上計(jì)算量大和曲率匹配無(wú)法在圓曲線上定位的弊端，提出了基于曲率和航向組合匹配的曲線列車定位方法。針對(duì)軌旁視覺(jué)應(yīng)答器的識(shí)別，提出了利用特征點(diǎn)虛擬
3、軌跡確定搜索區(qū)域，利用軌跡線灰度投影將軌旁視覺(jué)應(yīng)答器從圖像中分割出來(lái)的方法；并利用支撐矢量機(jī)對(duì)分割出來(lái)的圖像進(jìn)行了分類和識(shí)別。針對(duì)線路自身視覺(jué)應(yīng)答器，首先將道岔特征檢測(cè)轉(zhuǎn)換為圖像中直線的檢測(cè)，提出了利用圖像截面灰度投影生成候選軌道集合，利用Hough變換驗(yàn)證軌道真實(shí)性的檢測(cè)方法。該方法克服了標(biāo)準(zhǔn)Hough變換計(jì)算量大的缺點(diǎn)，同時(shí)利用了Hough變換抗噪性好的優(yōu)點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證軌道真實(shí)性，因此能夠快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出軌道特征。為計(jì)算視覺(jué)應(yīng)答器的實(shí)際位置，論文提出了基于單幅圖像的一維簡(jiǎn)化定位模型，分析了模型誤差；論文還利用平行鋼軌軌距為常數(shù)的特征，提出了等比率立體
4、三角定位方法，相對(duì)于平面三角定位提高了測(cè)量精度。理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)均表明，利用圖像特征識(shí)別視覺(jué)應(yīng)答器，并將其校正里程計(jì)誤差的定位方法能夠滿足綜合檢測(cè)列車的定位需求，為綜合檢測(cè)列車提供了一種高精度低成本的定位解決方案。關(guān)鍵詞：列車定位；視覺(jué)應(yīng)答器(VsB)；圖像特征；支撐矢量機(jī)(SVlⅥ)；Hough變換；定位模型；分類號(hào)：U216；U273ABSTRACTABSTRACTComprehensivemonitoringtrainisanimportantinfrastructuredetectingfacilitywhichensuresnormal
5、operationofhighspeedrailway．Accuratepositionisthebasisofprecisedetection．Aresearchonautonomoustrainlocationmethodisofgreattheoreticalandpracticalsignificanceforlocalizationofcomprehensivemonitoringtrainandenhancingtheinfrastructuredetectinglevelofexistingline．Thisdissertationa
6、nalysespositionrequirementofcomprehensivemonitoringtrain·ItputsforwardtheconceptofVisualBalise(VsB)forthefirsttime．Anovelpositioningmethodtoidentifytracksideandtrack-ownVsBwithmapmatchingandimagerecognitionisproposed．TheidentifiedVsBswithaccuratepositionareusedtocalibrateodome
7、teraccumulativeerror．Thereare3stepsofthismethod：determinationofVSBcapturearea；recognitionandlocationofVsBimagefeatures，andVsB’Sactualprecisepositioncalculation．TodeterminetheVsBcapturearea,thetrainroughpositionshouldbeestimated．Firstly,Asparse鰣dmapmatchingmethodispresentedfori
8、nitialtrainpositioning．Then，thenearestpointestimationandmaxim
