基于灰色理论的列车组合定位轮径校准方法研究.pdfVIP

第 33卷第 5期 铁 道 学 报 Vol_33 NO．5 2011年 5月 JOURNALOFTHECHINA RAILWAY S0CIETY M ay 2011 文章编号 ：1001—8360(2011)05—0054—06 基于灰色理论的列车组合定位轮径校准方法研究 刘 江 ， 蔡伯根 ， 王 剑 ， 唐 涛 (1．北京交通大学 轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京 100044；2．北京交通大学 电子信息工程学院，北京 1OOO44) 摘 要 ：多传感器组合定位是实现低成本 、高精度列车定位 的有效方法 。本文针对列车车轮磨损导致轮径减小 从而影响组合定位系统里程计定位精度 的问题 ，分析列车组合定位系统里程计定位 的误差特性，给 出利用 GPS、 惯性定位传感器辅助轮径校准方法 ，并结合灰色预测理论 ，提 出一种基于灰色理论 的轮径校准方法 。该方法通过 “更新一预测一更新”的过程，在一定的校准周期 内仅利用较少的传感器定位信息构成或更新灰色预测模型，而在传 感器校准的较长间隔过程中利用所更新的灰色模型完成轮径预测和校准。实测数据验证及仿真结果表明，本文 所提出的算法能够达到较高的精度水平，提高了系统效率与 自主能力，具有一定的应用价值。 关键词 ：列车定位 ；组合定位 ；里程计 ；轮径校准 ；灰色理论 中图分类号 ：U268．2 文献标志码 ：A doi：10．3969／j．issn．1001—8360．2O11．05．010 Studyon W heelDiameterCalibration M ethodin Integrated TrainPositioningBasedonGrayTheory LIU Jiang ， CAIBai—gen ， WANG Jian ， TANG Tao (1．StateKeyLaboratoryofRailTrafficControlandSafety，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China 2．SchoolofElectronicandInformationEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China) Abstract：Integration ofmulti—sensorsisaneffectivemethodtoaccomplishtrainpositioningpreciselyandrelia— bly．Aimingattheproblem thatwearingoftrainwheelsleadstodecreaseofwheeldiametersanddamagetothe positioningprecisionoftheodometerintheintegratedtrainpositioningsystem ，theerrorcharacteristicofthe odometerinintegratedtrainpositioningisanalyzed．A novelwheeldiametercalibrationmethodisproposedby useofGPSandtheinertialsensoraidedwheeldiametercalibrationmethodonthebasisofthegraytheory．Fol— lowingtheprocessofupdating—predicting—updating，thegraymodelisformedandupdatedwith arelatively smallamountofsensorinformationwithinacertaincalibrationperiodandtheupdatedgraymodelaccomplishes predictionandcalibrationinthelongperiodofintervalsbetweensensoraidedcalibration．Ve