本申請涉及車輛，特別涉及一種列車的姿態(tài)感知方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著我國城市軌道交通建設(shè)以及運營里程、運營車輛數(shù)量的激增，對軌道交通運營的準(zhǔn)確性、安全性提出了挑戰(zhàn)。

2、一方面，隨著列車行駛距離的增加，列車各部件磨損也相應(yīng)增加，這會導(dǎo)致列車姿態(tài)角的波動增大，在行駛過程中姿態(tài)變化更加頻繁和劇烈，從而導(dǎo)致安全保證等級和運營效率的降低，對運營造成了極大隱患。另外，如果姿態(tài)角數(shù)據(jù)顯示列車在行駛過程中頻繁地出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，列車可能存在部件異?；蚬收?，如果不能分析姿態(tài)角數(shù)據(jù)，進行預(yù)測性維護，則無法保證行車安全。

3、另一方面，在自動駕駛的列車中，姿態(tài)角數(shù)據(jù)對于精確控制列車的軌跡和速度至關(guān)重要，不能實時分析姿態(tài)角數(shù)據(jù)，自動駕駛系統(tǒng)就無法做出更準(zhǔn)確的決策，從而影響列車的運行效率和安全性，亟待解決。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N列車的姿態(tài)感知方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，以解決列車無法進行三維姿態(tài)感知導(dǎo)致的無法分析姿態(tài)角數(shù)據(jù)，進行預(yù)測性維護，從而無法保證列車的安全性和運行效率的問題，本申請可以通過智能姿態(tài)感知，對列車的姿態(tài)角進行自主識別，從而根據(jù)姿態(tài)角進行異常檢測、趨勢分析和預(yù)測性維護，最大限度地保障行車安全。

2、本申請第一方面實施例提供一種列車的姿態(tài)感知方法，包括以下步驟：

3、獲取列車上一時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)和當(dāng)前時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)；

4、根據(jù)所述上一時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值，并根據(jù)所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)計算當(dāng)前時刻的觀測值，并根據(jù)所述當(dāng)前時刻的觀測值更新所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)；以及

5、根據(jù)所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)得到所述列車的姿態(tài)角數(shù)據(jù)。

6、可選地，在一些實施例中，所述姿態(tài)感知數(shù)據(jù)包括陀螺儀數(shù)據(jù)、加速度計數(shù)據(jù)和磁力計數(shù)據(jù)。

7、可選地，在一些實施例中，所述根據(jù)所述上一時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值，包括：

8、獲取上一時刻的姿態(tài)四元數(shù)，并從所述上一時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)中篩選出上一時刻的陀螺儀數(shù)據(jù)；

9、利用所述上一時刻的姿態(tài)四元數(shù)和所述上一時刻的陀螺儀數(shù)據(jù)得到所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值。

10、可選地，在一些實施例中，所述根據(jù)所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)計算當(dāng)前時刻的觀測值，并根據(jù)所述當(dāng)前時刻的觀測值更新所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)，包括：

11、從所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)中篩選出當(dāng)前時刻的加速度計數(shù)據(jù)和當(dāng)前時刻的磁力計數(shù)據(jù)；

12、利用當(dāng)前時刻的加速度計數(shù)據(jù)和磁力計數(shù)據(jù)計算觀測向量和卡爾曼增益；

13、根據(jù)所述觀測向量和所述卡爾曼增益更新所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)。

14、可選地，在一些實施例中，在根據(jù)所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)得到所述列車的姿態(tài)角數(shù)據(jù)之后，還包括：

15、根據(jù)所述姿態(tài)角數(shù)據(jù)判斷所述列車是否處于異常狀態(tài)；

16、若所述列車處于所述異常狀態(tài)，則生成異常提醒指令，并根據(jù)所述異常提醒指令進行異常提醒。

17、本申請第二方面實施例提供一種列車的姿態(tài)感知裝置，包括：

18、獲取模塊，用于獲取列車上一時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)和當(dāng)前時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)；

19、更新模塊，用于根據(jù)所述上一時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值，并根據(jù)所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)計算當(dāng)前時刻的觀測值，并根據(jù)所述當(dāng)前時刻的觀測值更新所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)；以及

20、生成模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)得到所述列車的姿態(tài)角數(shù)據(jù)。

21、可選地，在一些實施例中，所述姿態(tài)感知數(shù)據(jù)包括陀螺儀數(shù)據(jù)、加速度計數(shù)據(jù)和磁力計數(shù)據(jù)。

22、可選地，在一些實施例中，所述更新模塊，包括：

23、獲取單元，用于獲取上一時刻的姿態(tài)四元數(shù)，并從所述上一時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)中篩選出上一時刻的陀螺儀數(shù)據(jù)；

24、生成單元，用于利用所述上一時刻的姿態(tài)四元數(shù)和所述上一時刻的陀螺儀數(shù)據(jù)得到所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值。

25、可選地，在一些實施例中，所述更新模塊，包括：

26、篩選單元，用于從所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)中篩選出當(dāng)前時刻的加速度計數(shù)據(jù)和當(dāng)前時刻的磁力計數(shù)據(jù)；

27、計算單元，用于利用當(dāng)前時刻的加速度計數(shù)據(jù)和磁力計數(shù)據(jù)計算觀測向量和卡爾曼增益；

28、更新單元，用于根據(jù)所述觀測向量和所述卡爾曼增益更新所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)。

29、可選地，在一些實施例中，在根據(jù)所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)得到所述列車的姿態(tài)角數(shù)據(jù)之后，所述生成模塊，還包括：

30、判斷單元，用于根據(jù)所述姿態(tài)角數(shù)據(jù)判斷所述列車是否處于異常狀態(tài)；

31、提醒單元，用于在所述列車處于所述異常狀態(tài)時，生成異常提醒指令，并根據(jù)所述異常提醒指令進行異常提醒。

32、本申請第三方面實施例提供一種電子設(shè)備，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序，以實現(xiàn)如上述實施例所述的列車的姿態(tài)感知方法。

33、本申請第四方面實施例提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行，以用于實現(xiàn)如上述實施例所述的列車的姿態(tài)感知方法。

34、由此，通過獲取列車上一時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)和當(dāng)前時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)，并根據(jù)上一時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值，并根據(jù)當(dāng)前時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)計算當(dāng)前時刻的觀測值，并根據(jù)當(dāng)前時刻的觀測值更新當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)，并根據(jù)當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)得到列車的姿態(tài)角數(shù)據(jù)。由此，解決列車無法進行三維姿態(tài)感知導(dǎo)致的無法保證列車安全性和運行效率的問題，本申請可以通過智能姿態(tài)感知，對列車的姿態(tài)角進行自主識別，從而根據(jù)姿態(tài)角進行異常檢測、趨勢分析和預(yù)測性維護，最大限度地保障行車安全。

35、本申請附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請的實踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種列車的姿態(tài)感知方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述姿態(tài)感知數(shù)據(jù)包括陀螺儀數(shù)據(jù)、加速度計數(shù)據(jù)和磁力計數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述上一時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)計算當(dāng)前時刻的觀測值，并根據(jù)所述當(dāng)前時刻的觀測值更新所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在根據(jù)所述當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)得到所述列車的姿態(tài)角數(shù)據(jù)之后，還包括：

6.一種列車的姿態(tài)感知裝置，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述姿態(tài)感知數(shù)據(jù)包括陀螺儀數(shù)據(jù)、加速度計數(shù)據(jù)和磁力計數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述更新模塊，包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序，以實現(xiàn)如權(quán)利要求1-5任一項所述的列車的姿態(tài)感知方法。

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行，以用于實現(xiàn)如權(quán)利要求1-5任一項所述的列車的姿態(tài)感知方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種列車的姿態(tài)感知方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，其中，方法包括：獲取列車上一時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)和當(dāng)前時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)；根據(jù)上一時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值，并根據(jù)當(dāng)前時刻的姿態(tài)感知數(shù)據(jù)計算當(dāng)前時刻的觀測值，并根據(jù)當(dāng)前時刻的觀測值更新當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)預(yù)測值得到當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)；根據(jù)當(dāng)前時刻的姿態(tài)四元數(shù)得到列車的姿態(tài)角數(shù)據(jù)。由此，解決列車無法進行三維姿態(tài)感知導(dǎo)致的無法保證列車安全性和運行效率的問題，本申請可以通過智能姿態(tài)感知，對列車的姿態(tài)角進行自主識別，從而根據(jù)姿態(tài)角進行異常檢測、趨勢分析和預(yù)測性維護，最大限度地保障行車安全。

技術(shù)研發(fā)人員：趙安安,駱正新,袁重陽,朱波,曾重陽,張楠喬,彭朝陽,楊艷京,于磊,張晨
受保護的技術(shù)使用者：通號城市軌道交通技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/24