一种基于视觉辅助IMU校准的低成本高精度列车定位方法

《IEEE Open Journal of Vehicular Technology》：A Low-Cost and Accurate Train Localization Method Based on Vision-Aided IMU Calibration

　　

摘要：

精确的列车定位对于避免碰撞至关重要。然而，诸如信标和轨道电路之类的地面基础设施成本高昂，给铁路运营方带来了沉重负担。在本文中，我们提出了一种低成本且精确的列车定位方法，该方法利用价格低廉的车载传感器数据以及图像识别技术。通过结合单目相机进行的轨道旁物体检测与轨道地图，我们可以弥补加速度测量中存在的重力影响。此外，通过地标检测确定列车的绝对位置，我们可以校正加速度和速度积分过程中不可避免的累积误差。在日本某条商业铁路线上的实验结果表明，即使是在雨天，仅使用低成本传感器，无需依赖全球导航卫星系统，我们的方法也能实现大约5米的均方根误差精度。总之，我们所提出的定位方法既可在无法使用全球导航卫星系统的环境中应用，也可用于预算有限的地区铁路线，从而有助于铁路系统的可持续运行。