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申请/专利权人：南京富岛信息工程有限公司

摘要：本发明公开了一种基于信息融合的智能铁鞋股道识别系统，该系统包括4颗以上定位卫星、基准站、4G私有基站、多对智能铁鞋、定位终端及监控上位机；定位终端融合精度权重统计法和变方差高斯滤波法两种股道识别方法的识别结果,综合判断获得最终的股道识别结果，以实现股道精准识别。使用精度权重统计法进行股道识别时，合理引入定位数据精度权重，提高高精度数据对识别效果的作用，有效降低了低精度数据对识别效果的不利影响，使识别结果更加准确有效。提出基于信息融合的股道识别方法，有效解决了两种识别方法的结果出现矛盾的问题。

主权项：1.一种基于信息融合的智能铁鞋股道识别方法，基于一种基于信息融合的智能铁鞋股道识别系统，该系统包括4颗以上定位卫星、基准站、4G私有基站、多对智能铁鞋、定位终端及监控上位机；所述的卫星指北斗定位系统中与基准站、定位终端建立通信的卫星，卫星与基准站、定位终端建立通信，并将定位信号发送给基准站及定位终端；所述的基准站接收定位卫星的定位信号，以计算得到自身定位信息，与自身测绘位置坐标运算获得差分数据，并将差分数据通过4G私有基站发送给定位终端供其进行定位修正；所述的定位终端放置于智能铁鞋旁边，与智能铁鞋绑定使用，定位终端接收定位卫星的定位信号确定自身定位信息，基于差分数据修正方法为智能铁鞋提供高精度定位信息；定位终端融合精度权重统计法和变方差高斯滤波法两种股道识别方法的识别结果,综合判断获得最终的股道识别结果，以实现股道精准识别；定位终端通过4G私有基站将定位结果发送给监控上位机；所述的4G私有基站一方面接收基准站差分数据并将其转发给定位终端，同时接收定位终端修正后定位数据；另一方面，4G私有基站通过有线以太网接口与监控上位机数据交互，将接收的定位终端修正后定位数据送上位机；其特征在于所述的智能铁鞋股道识别方法分为：系统初始化、终端与铁鞋识别匹配、终端机定位识别股道、监控上位机更新状态四个步骤，具体流程如下：步骤1：系统初始化系统初始化包括定位终端中北斗定位模块的初始化和列车站场股道信息初始化，后者包括依据站场轨道地理测绘信息得到的股道中线的地理信息、站场股道条数k，首次识别时基准时刻前后采集定位数据组数i＝5；步骤2：终端与铁鞋识别匹配由铁路站场工作人员进行防溜作业，进行智能铁鞋放置作业后，利用定位终端与智能铁鞋进行RFID射频识别，并与铁鞋进行匹配；步骤3：定位终端定位识别股道定位终端与智能铁鞋成功匹配后，以RFID射频识别匹配时刻为基准时刻，前后各取i秒高精度定位数据，组成长度为2*i+1的数据序列，识别系统利用这组定位数据依次进行精度权重统计法股道识别、变方差高斯滤波法股道识别，两次识别结果一致则确定并输出股道识别结果；识别结果不一致则令定位数据采集组数i＝i+5，循环步骤3，循环3次后两种方法的识别结果依旧不一致，则利用DS证据推理算法对两次识别结果进行融合判断，将信息融合判断结果作为最终识别结果；步骤3所述的定位终端定位识别股道的具体步骤如下：3-1、定位终端与铁鞋匹配成功后，将定位终端放置在铁鞋旁，以终端机与铁鞋RFID射频识别时刻为基准时刻，前后各取i组高精度定位数据，组成长度为2*i+1的定位数据序列，执行步骤3-2；3-2、使用精度权重统计法进行股道识别：对2*i+1组定位数据分别进行股道识别，并将其精度权重分配给识别的股道，最终统计各个股道的精度权重，精度权重统计值最高的股道作为股道识别结果，获得股道识别结果后执行步骤3-3；所述的使用精度权重统计法进行股道识别的具体步骤如下：3-2-1、以刷卡时刻为基准，前后各取i组定位数据，获得一个长度为2*i+1的定位数据序列，对2*i+1组定位数据按精度分配权重，权重分配具体如下：δj∈0,0.05]，则ωj＝10；δj∈0.05,0.2]，则ωj＝8；δj∈0.2,0.5]，则ωj＝4；δj∈0.5,1]，则ωj＝2；δj∈1,1.5]，则ωj＝1；δj∈1.5,∞，则ωj＝0；其中δj为第j个定位数据的定位数据精度，单位为米；ωj为第j个定位数据的精度权重；令j＝1，G1＝G2＝···＝Gk＝0，G1、G2···Gk分别为k条股道的精度权重统计值，执行步骤3-2-2；3-2-2、取定位数据序列中第j组定位数据xj,yj，计算定位点xj,yj与各股道中心线的垂直距离L1···Lk，执行步骤3-2-3；3-2-3、确定L1···Lk中最小值Lm，m∈[1,k]，即该定位点与股道m距离最小，且该定位数据精度权重为ωj，将该精度权重统计在对应的股道权重上，令Gm＝Gm+ωj，j＝j+1，执行步骤3-2-4；3-2-4、判断j是否≤2*i+1：若j≤2*i+1，执行步骤3-2-2；若j2*i+1，执行步骤3-2-5；3-2-5、确定G1、G2···Gk中最大为GN，N∈[1,k]，精度权重统计法股道识别结果为股道N，结束；3-3、使用变方差高斯滤波法进行股道识别：对2*i+1组定位数据进行变方差高斯滤波计算，得到变方差高斯滤波后坐标x`,y`，计算变方差高斯滤波后坐标与各股道中线的垂直距离，距离最近的股道即为股道识别结果，获得股道识别结果后执行步骤3-4；所述的使用变方差高斯滤波法进行股道识别的具体步骤如下：3-3-1、以刷卡时刻为基准，前后各取i组定位数据，获得一个长度为2*i+1的定位数据序列P1x1,y1、P2x2,y2、···、P2i+1x,y，对序列中各组数据赋予高斯权重值，变方差高斯滤波后的坐标数据为x`,y`,其中x`、y`的计算方式如下： 其中，xj、yj、σ分别对应第j组定位数据的x坐标、y坐标以及高斯分布标准差；对于不同长度的定位数据序列，选取不同的σ值，改变权重分配，当i逐渐增大，定位数据序列长度扩大时，降低σ值以提高基准时刻附近定位数据的权重，降低边缘时刻定位数据的权重，当i＝5时，取σ＝10；当i＝10时，取σ＝4.5；当i＝15时，取σ＝4；将序列中的所有定位数据进行变方差高斯滤波得到坐标x`,y`，执行步骤3-3-2；3-3-2、计算坐标点x`,y`与各股道中心线的垂直距离L1···Lk后，执行步骤3-3-3；3-3-3、确定L1···Lk中最小值为LM，M∈[1,k]，股道识别结果为股道M，结束；3-4、判断两种方法进行股道识别结果是否一致：若结果一致，则上传股道识别结果，进入步骤4；若结果不一致，执行步骤3-5；3-5、令i＝i+5，扩大定位数据采集时间范围，并判断i是否≤15；若i≤15，则执行步骤3-1；若i15，执行步骤3-6；3-6、采用基于不同识别方法识别结果融合判断方法，分别计算两种方法对不同识别结果的可信度，利用DS证据推理算法融合计算判断股道识别结果，并将融合判断结果作为最终结果并上传，进入步骤4；步骤4：监控上位机更新状态铁鞋股道识别成功后，监控上位机检测该股道是否有车，若监控上位机显示该股道有车，则铁鞋正常上线，监控上位机更新该股道列车与铁鞋状态；若显示该股道无车，则再次确认铁鞋是否放置到位，判断是否需要进行上位机补录车次信息或重新放置铁鞋。

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