一种控制机车运行状态的方法、系统、装置及介质与流程

1.本技术实施例涉及自动控制领域，具体涉及一种控制机车运行状态的方法、系统、装置及介质。


背景技术：

2.相关技术中，轨道机车的定位主要依靠带惯导的卫星定位系统。带惯导的卫星定位系统受轨道周围建筑物环境的影响较大，例如，在机车被钢架廊桥、管道、厂房、高墙等遮挡的区域不能准确定位，在高炉下被完全遮挡，卫星定位完全无法使用或者定位不准确，导致不能够准确的定位到机车，从而无法精准的控制机车的运行状态。
3.因此，如何精准的控制机车的运行状态成为需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种控制机车运行状态的方法、系统、装置及介质，通过本技术的一些实施例至少能够在无法使用卫星定位的场景中准确的定位机车的位置，从而精准的控制机车的运行状态。
5.第一方面，本技术提供了一种控制机车运行状态的方法，应用于处理器，所述方法包括：获取待识别图像，其中，所述待识别图像是对设置在参照物中的轨道一侧的目标二维码进行拍摄得到的，所述机车可在所述参照物中的轨道上移动；通过识别所述待识别图像上所述目标二维码存储的信息，得到所述机车相对于所述轨道的位置；基于所述位置生成控制所述机车运行状态的指令。
6.因此，本技术实施例通过在参照物轨道一侧设置目标二维码，能够在机车位于参照物内的场景中，稳定可靠的提供机车的定位数据，从而提高机车在复杂场景下的定位精度，进而精准的控制机车的运行状态，提高生产效率。
7.结合第一方面，在本技术的一种实施方式中，所述待识别图像中包括第一二维码和第二二维码；所述通过识别所述待识别图像上所述目标二维码存储的信息，得到所述机车相对于所述轨道的位置，包括：分别识别所述待识别图像上的所述第一二维码和所述第二二维码，获得第一位置和第二位置；查找所述待识别图像的上一张图像中的目标二维码所对应的第三位置；基于所述第三位置以及所述机车的行驶方向，从所述第一位置和所述第二位置中选择出目标位置，并且将所述目标位置作为所述机车相对与所述轨道的位置。
8.因此，本技术实施例通过在待识别图像上存在两个二维码时，基于机车的行驶方向选择出目标二维码，能够防止定位识别错误，从而提高定位精度。
9.结合第一方面，在本技术的一种实施方式中，所述基于所述第三位置以及所述机车的行驶方向，从所述第一位置和所述第二位置中选择出目标位置，包括：在所述机车的行驶方向上，从所述第一位置和第二位置中选择出距离所述第三位置最近的，作为所述目标位置。
10.因此，本技术实施例通过基于上一二维码的信息从两个位置中选择出目标位置，
能够防止定位识别错误。
11.结合第一方面，在本技术的一种实施方式中，所述机车相对于所述轨道的位置为实时位置；所述通过识别所述待识别图像上所述目标二维码存储的信息，得到所述机车相对于所述轨道的位置，包括：识别所述待识别图像上所述目标二维码存储的信息；将所述目标二维码存储的信息与卫星定位的位置信息进行融合，获得所述机车相对于所述轨道的实时位置。
12.因此，本技术实施例通过将二维码存储的信息与卫星定位的位置信息进行融合，能够在二维码存储的信息不能够覆盖的位置，使用卫星定位的位置信息进行补充，从而能够获得更全面更丰富的定位数据。
13.结合第一方面，在本技术的一种实施方式中，所述目标二维码是标识展示设备通过环境指标值从多个候选二维码中选择得到的，所述环境指标值是通过环境监测设备对所述参照物内的环境数据进行监测获得的，其中，所述环境数据的类型至少包括空气粉尘。
14.因此，本技术实施例基于环境数据选择不同类型的二维码，能够使目标二维码更符合参照物内的环境条件，从而提高识别二维码的效率，进而缩短机车定位的时间，提高生产效率。
15.结合第一方面，在本技术的一种实施方式中，所述多个候选二维码至少包括第一候选二维码和第二候选二维码，所述第一候选二维码的抗污损能力大于所述第二候选二维码的抗污损能力；所述标识展示设备是通过如下步骤选择出所述目标二维码的：若所述环境指标值大于阈值则选择所述第一候选二维码作为所述目标二维码；若所述环境指标值小于或等于阈值则选择所述第二候选二维码作为所述目标二维码。
16.因此，本技术实施例根据候选二维码的抗污损能力，选择与参照物内环境相符合的目标二维码，能够针对于环境数据较差的场景，选择有利于提高生产效率的目标二维码。
17.第二方面，本技术提供了一种控制机车运行状态的系统，所述系统包括：摄像头，被配置为对参照物中的轨道一侧的目标二维码进行拍摄得到待识别图像；处理器，被配置为获取所述待识别图像，并且根据所述待识别图像执行如第一方面任意实施例所述的方法，获得控制机车运行状态的指令；任务执行单元，被配置为获取并执行所述指令。
18.第三方面，本技术提供了一种控制机车运行状态的装置，所述装置包括：图像获取模块，被配置为获取待识别图像，其中，所述待识别图像是对设置在参照物中的轨道一侧的目标二维码进行拍摄得到的，所述机车可在所述参照物中的轨道上移动；位置识别模块，被配置为通过识别所述待识别图像上所述目标二维码存储的信息，得到所述机车相对于所述轨道的位置；指令生成模块，被配置为基于所述位置生成控制所述机车运行状态的指令。
19.结合第三方面，在本技术的一种实施方式中，所述待识别图像中包括第一二维码和第二二维码；所述位置识别模块还被配置为：分别识别所述待识别图像上的所述第一二维码和所述第二二维码，获得第一位置和第二位置；查找所述待识别图像的上一张图像中的目标二维码所对应的第三位置；基于所述第三位置以及所述机车的行驶方向，从所述第一位置和所述第二位置中选择出目标位置，并且将所述目标位置作为所述机车相对与所述轨道的位置。
20.结合第三方面，在本技术的一种实施方式中，所述位置识别模块还被配置为：在所述机车的行驶方向上，从所述第一位置和第二位置中选择出距离所述第三位置最近的，作
为所述目标位置。
21.结合第三方面，在本技术的一种实施方式中，所述机车相对于所述轨道的位置为实时位置；所述位置识别模块还被配置为：识别所述待识别图像上所述目标二维码存储的信息；将所述目标二维码存储的信息与卫星定位的位置信息进行融合，获得所述机车相对于所述轨道的实时位置。
22.结合第三方面，在本技术的一种实施方式中，所述目标二维码是标识展示设备通过环境指标值从多个候选二维码中选择得到的，所述环境指标值是通过环境监测设备对所述参照物内的环境数据进行监测获得的，其中，所述环境数据的类型至少包括空气粉尘。
23.结合第三方面，在本技术的一种实施方式中，所述多个候选二维码至少包括第一候选二维码和第二候选二维码，所述第一候选二维码的抗污损能力大于所述第二候选二维码的抗污损能力；所述标识展示设备是通过如下步骤选择出所述目标二维码的：若所述环境指标值大于阈值则选择所述第一候选二维码作为所述目标二维码；若所述环境指标值小于或等于阈值则选择所述第二候选二维码作为所述目标二维码。
24.第四方面，本技术提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线；所述处理器通过所述总线与所述存储器相连，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器执行时可实现如第一方面任意实施例所述的方法。
25.第五方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被执行时可实现如第一方面任意实施例所述的方法。
附图说明
26.图1为本技术实施例示出的控制机车运行状态的系统组成示意图；
27.图2为本技术实施例示出的控制机车运行状态的方法流程图之一；
28.图3为本技术实施例示出的控制机车运行状态的方法的流程图之二；
29.图4为本技术实施例示出的控制机车运行状态的方法的流程图之三；
30.图5为本技术实施例示出的控制机车运行状态的装置组成示意图；
31.图6为本技术实施例示出的一种电子设备组成示意图。
具体实施方式
32.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对附图中提供的本技术的实施例的详情描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护范围。
33.本技术实施例可以应用于对位于参照物内的机车进行定位的场景，为了改善背景技术中的问题，在本技术的一些实施例中，通过识别参照物轨道一侧设置目标二维码来定位机车的位置。例如，在本技术的一些实施例中，获取显示有目标二维码的待识别图像，并且识别待识别图像上的目标二维码的信息，获得机车的定位数据，之后根据机车的定位数
据对机车的运行状态进行控制，以使机车能够在预设的位置进行启动或停车等操作。
34.下面结合附图详细描述本技术实施例中的方法步骤。
35.图1提供了本技术一些实施例中的控制机车运行状态的系统组成示意图，该系统包括摄像头110、处理器120和任务执行单元130。具体的，摄像头110对参照物内轨道一侧的目标二维码进行拍摄获得待识别图像，并且将待识别图像发送给处理器120。处理器120在接收到待识别图像之后，对待识别图像中显示的目标二维码进行识别，得到机车相对于轨道的位置，并且基于该相对位置生成控制机车运行状态的指令，之后向任务执行单元130发送该指令。任务执行单元130在接收到该指令之后，依据指令内容对机车的运行状态进行控制。
36.与本技术实施例不同的是相关技术中，轨道机车的定位主要依靠带惯导的卫星定位系统。带惯导的卫星定位系统受轨道周围建筑物环境的影响较大，导致不能够准确的定位到机车，从而无法精准的控制机车的运行状态。而本技术的实施例是通过识别参照物中的设置的目标二维码，来对机车的位置进行定位的，因此本技术的实施例并不需要像相关技术完全依赖于卫星定位即可获得机车相对于参照物的位置。
37.目前钢铁厂内轨道机车的定位的主流方案依靠带惯导的卫星定位系统。带惯导的卫星定位系统在无遮挡较空旷的场景下定位准确度可以满足要求，但在轨道周围有钢铁结构(钢架廊桥、管道、高炉等)或有建筑物遮挡(厂房、高墙等)场景下不能准确定位。轨道机车定位坐标因卫星定位系统的误差而随机分布在轨道周围；轨道机车定位数据来源单一，轨道机车根据卫星定位系统的定位坐标很难确定当前实际位置。仅依靠这种方式会给轨道机车的位置展示、任务调度和无人控制造成很多困难。
38.因此，现有轨道机车定位系统存在以下问题：轨道机车定位数据源单一，可靠性差；轨道机车在被钢架廊桥、管道、厂房、高墙等遮挡的区域单纯依靠带惯导的卫星定位系统不能准确定位；带惯导的卫星定位系统输出的位置坐标因为有误差而随机分布在轨道周围；在道岔附近，轨道机车根据定位坐标很难确定当前实际的轨道位置，导致无法确定机车准确位置。
39.为了解决上述问题，本技术可以在钢铁厂工业场景中，当轨道机车行驶在钢架廊桥、管道、厂房、高炉等区域时，通过识别轨道一侧的二维码来获得机车定位，能够准确的获得机车的定位数据，从而大幅提高复杂场景下的定位精度，实现了在贯穿式工位点和遮挡严重的工位点输出高精度定位数据，为轨道机车的位置展示、任务调度和无人控制提供了必要的数据支持。
40.也就是说，本技术提供的控制机车运行状态的系统采用opencv(可以理解的是，opencv是一个跨平台计算机视觉库)提供的二维码生成算法、二维码识别算法等技术，实现了轨道机车在通过被严重遮挡无法使用全球卫星导航系统(global navigation satellite system，gnss)的区域以及需高精度定位信息的贯穿式工位点时能够被准确定位，提升了轨道机车定位的可靠性，为后续的位置展示、无人控制提供强力支持。
41.下面以处理器为例示例性阐述本技术一些实施例提供的一种控制机车运行状态的方案。
42.至少为了解决背景技术中的问题，如图2所示，本技术一些实施例提供了一种控制机车运行状态的方法，该方法包括：
43.s210，获取待识别图像。
44.需要说明的是，待识别图像是通过安装在机车上的高速摄像头进行拍摄获得的，高速摄像头安装规则为，在机车前进方向侧面安装高速摄像头。
45.需要说明的是，待识别图像是对设置在参照物中的轨道一侧的目标二维码进行拍摄得到的，机车可在参照物中的轨道上移动。也就是说，在参照物的地面上设置有轨道，在轨道的一侧间隔安装有多个用于机车定位的目标二维码，机车在参照物中停止或者移动的过程中，安装在机车上的高速摄像头间隔固定的时间段对目标二维码进行拍摄，获得待识别图像。
46.作为本技术一具体实施例，参照物可以是钢架廊桥、管道、厂房、高墙、高炉等，机车需要进入参照物内进行作业。例如，参照物为高炉，机车进入参照物内进行作业，机车在参照物的指定位置内停车装载货物，之后启动驶出高炉。工作人员在高炉的轨道旁布置目标二维码，即可通过待识别图像获得机车相对于轨道的位置，并且准确的控制机车在固定位置进行停止或启动。可以理解的是，本实施例仅为举例，本技术的实施例不限于此。
47.可以理解的是，设置在轨道一侧的目标二维码还可以被替换为条形码、用于射频识别(radio frequency identification，rfid)的电子标签等。
48.在本技术的一种实施方式中，在获得待识别图像之前，需要预先生成多个候选二维码。
49.具体的，由于机车需要在参照物内的预设位置进行启动、停止、装料、卸料等操作，因此，管理人员需要至少在该预设位置摆放目标二维码，可以理解的是，除了在预设位置摆放目标二维码，还可以在其他需要定位的位置摆放目标二维码。建立二维码的过程包括：确定每个预设位置对应的轨道，之后根据轨道铺设的方向和机车行驶的方向，对轨道上的每一个二维码进行编号。例如，首先确定每个安装位置对应的轨道，再根据由南(或正西)向北(正东)编号依次递增，对每个轨道上设置的二维码进行编号(例如：01至99)，生成的二维码id使用轨道名称和二维码编号进行命名。
50.生成的二维码将使用矩阵式二维码(quick response code，qr码)的样式，qr码有对变脏和破损的适应能力强且可以从任意方向读取的特点，非常适合用在轨道定位场景。由于钢铁厂的使用环境容易沾染赃物或破损，因此本技术使用镂空式二维码，选用一块黑色钢板作为背板，取一块白色钢板按二维码样式将黑色的码元位置镂空处理，之后将两块钢板安装在一起，这样可以使识别定位二维码有更好的抗污损性能。
51.在本技术的一种实施方式中，为了能够提高生产效率，在建立二维码的过程中，同一个预设位置建立多个候选二维码，可以理解的是，同一个预设位置的多个候选二维码存储的信息相同，各候选二维码的抗污损能力不同。
52.具体的，目标二维码是标识展示设备通过环境指标值从多个候选二维码中选择得到的，环境指标值是通过环境监测设备对参照物内的环境数据进行监测获得的，其中，环境数据的类型至少包括空气粉尘。
53.也就是说，本技术通过标识展示设备对目标二维码进行展示，并且标识展示设备与参照物中安装的环境监测设备进行连接。由于在本技术的参照物是钢铁厂的高炉的场景下，参照物的内部环境较差，通常会有粉尘或者煤渣等污染物将目标二维码污损，因此，为了能够识别准确，目标二维码的抗污损能力尤其重要。由于抗污损能力强的二维码识别速
度慢，抗污损能力弱的二维码识别速度快，因此，为了既能够保证识别准确又能够保证识别效率，本技术通过环境监测设备对参照物内的空气粉尘、地面的煤渣堆积情况等环境指标值进行监测，通过环境指标值明确参照物内的环境情况，并且通过标识展示设备更换与环境情况相适应的目标二维码。
54.可以理解的是，二维码的抗污损能力可以解释为，抗污损能力为一级(l级)的二维码在被异物遮挡7％以下的情况下，能够被准确识别；抗污损能力为二级(m级)的二维码在被异物遮挡15％以下的情况下，能够被准确识别；抗污损能力为三级(q级)的二维码在被异物遮挡25％以下的情况下，能够被准确识别；抗污损能力为四级(h级)的二维码在被异物遮挡30％以下的情况下，能够被准确识别。
55.需要说明的是，标识展示设备是一个自动控制设备，包括环境监测模块、二维码更换模块和二维码清洗模块。环境监测模块每隔一段时间从环境监测设备中获取该时间段内的环境指标值，并且将该时间段内的环境指标值进行平均，获得平均指标值，之后二维码更换模块将平均指标值与阈值相对比，获得二维码更换指令，并且将对应的目标二维码进行展示。之后二维码清洗模块将被更换的二维码放回标识展示设备内部，并且使用标识展示设备内部的清洁装置对被更换的二维码进行清洁。
56.例如，多个候选二维码至少包括第一候选二维码和第二候选二维码，第一候选二维码的抗污损能力大于第二候选二维码的抗污损能力。若环境指标值大于阈值则选择第一候选二维码作为目标二维码，若环境指标值小于或等于阈值则选择第二候选二维码作为目标二维码。
57.作为本技术一具体实施例，第一候选二维码为q级的二维码，第二候选二维码为m级的二维码，监测的环境指标值为空气粉尘10mg/m3，阈值为大于或等于15mg/m3，则选用q级的二维码，那么，根据该阈值判断目标二维码为第二候选二维码。
58.作为本技术一具体实施例，本技术的二维码要存放两个double类型的坐标系数据及对应的string类型的二维码id，确定数据格式后通过opencv中的qrcode库生成qr二维码，最后根据车载高清摄像头的位置和二维码安装的位置调整qr二维码的大小，并将二维码安装到相对应的位置。可以理解的是，数据编码是将数据字符转换为位流，每8位一个码字，整体构成一个数据的码字序列。
59.因此，本技术实施例通过将二维码存储的信息与卫星定位的位置信息进行融合，能够在二维码存储的信息不能够覆盖的位置，使用卫星定位的位置信息进行补充，从而能够获得更全面更丰富的定位数据。根据候选二维码的抗污损能力，选择与参照物内环境相符合的目标二维码，能够针对于环境数据较差的场景，选择有利于提高生产效率的目标二维码。
60.s220，通过识别待识别图像上目标二维码存储的信息，得到机车相对于轨道的位置。
61.在本技术的一种实施方式中，在得到机车相对于轨道的位置之前，需要建立包括参照物在内的整个厂区的地图。
62.具体的，高精度轨道地图需要做预处理，将高精度轨道地图数据处理成地理空间折线的轨道线路，形成了轨道线路的唯一性描述文件和道岔状态文件。轨道线路以轨道道岔分割，道岔与道岔之间线路为一条轨道线路并按固定方式命名处理，保证唯一性。
63.例如，如果轨道线路两端都有道岔，则通过数值大的道岔编号、下划线、轨道编号(
‘
00’或
‘
01’至
‘
99’)、横线、数值小的道岔编号、下划线和
‘
00’进行命名。
64.如果轨道线路一端是端头，则通过有道岔一端的道岔编号、下划线、
‘
00’、横线、前缀
‘
d’(dangerous)的道岔编号、下划线和轨道编号(
‘
00’或
‘
01’至
‘
99’)进行命名。
65.需要说明的是，当道岔与道岔之间有多于一条线路时，为了区别表示轨道所以设计了轨道编号。
‘
00’、
‘
01’等代表轨道编号，轨道位置由南(或正西)向北(正东)编号依次递增。
66.具体的，轨道道岔状态规则如下：根据道岔状态，将轨道道岔通向的下一个轨道道岔或轨道端头所确定的轨道线路视作轨道机车的前进通路。轨道地图模块在预处理后，首先需要确定二维码安装位置，在每个需二维码识别定位的轨道线路旁安装识别二维码，每个二维码安装位置需实地进行测量，使相邻二维码的间隔距离合适，最后算出每个二维码所在位置在当前轨道线路的百分比，即可算出每个二维码在高精度地图上的平面坐标点。
67.在本技术的一种实施方式中，待识别图像中包括第一二维码和第二二维码。s220包括：
68.首先，分别识别待识别图像上的第一二维码和第二二维码，获得第一位置和第二位置。
69.也就是说，在摄像头对轨道旁的目标二维码进行拍摄的过程中，通常会拍进去两个二维码，在一张待识别图像中存在两个二维码的情况下，需要先将两个二维码存储的信息分别识别出来，即识别第一二维码之后获得的第一位置为位于第1轨道由南向北30％的位置，识第二二维码之后获得第二位置为位于第1轨道由南向北35％的位置。
70.然后，查找待识别图像的上一张图像中的目标二维码所对应的第三位置。
71.也就是说，在确定目标位置的过程中需要参考上一张待识别图像中的目标二维码所对应的位置。例如，识别上一张图像中的目标二维码所对应的第三位置为位于第1轨道由南向北25％的位置。
72.最后，基于第三位置以及机车的行驶方向，从第一位置和第二位置中选择出目标位置，并且将目标位置作为机车相对与轨道的位置。
73.具体的，在机车的行驶方向上，从第一位置和第二位置中选择出距离第三位置最近的，作为目标位置。
74.例如，假设机车由南向北行驶，识别第一二维码之后获得的第一位置为位于第1轨道由南向北30％的位置，识第二二维码之后获得第二位置为位于第1轨道由南向北35％的位置，识别上一张图像中的目标二维码所对应的第三位置为位于第1轨道由南向北25％的位置，则距离第三位置最近的为第一位置，那么就将第一位置作为目标位置。
75.作为本技术一具体实施例，车载高清摄像头采集的数据通过网络模块发送到二维码识别模块，现场二维码安装位置可能出现的偏差或轨道弯折较大都可能造成车载高清摄像头同时采集到两个位置二维码。对于此类特殊情况，二维码识别模块通过opencv内置的二维码检测器将两组二维码都解出，程序将对比上次解出的二维码id，同时获取gnss的惯导系统给出的方向，通过对比并综合惯导方向，可以得出当前机车的运动方向，根据机车运动方向将只保留最靠近运动方向的二维码信息并解码该数据。
76.针对qr二维码识别的两个过程，opencv4提供了多个函数用于实现每个过程，这些
函数分别是定位qr二维码的detect函数，根据定位结果解码二维码的decode函数，以及同时进行定位和解码的detectanddecode函数，所返回的三个信息中，rets是二维码信息，points是二维码的4个位置点，code是二维码编码。通过这种方式就可以识别到轨道机车当前的准确定位信息。
77.可以理解的是，作为本技术一具体实施例，目标二维码中可以只存放目标二维码的标识，在处理器识别出该标识之后，根据该标识在后台数据库中查找与该标识对应的机车相对于轨道的位置。作为本技术另一具体实施例，目标二维码中可以直接存放机车相对于轨道的位置，直接识别目标二维码之后即可获取。
78.因此，本技术实施例通过在待识别图像上存在两个二维码时，基于机车的行驶方向选择出目标二维码，能够防止定位识别错误，从而提高定位精度。通过基于上一二维码的信息从两个位置中选择出目标位置，能够防止定位识别错误。
79.例如，如图3所示，对目标二维码进行识别的过程包括：
80.s301，开始。s302，图像识别，即摄像机拍摄的待识别图像中的目标二维码进行识别。s303，信息译码，即对目标二维码中存储的信息进行识别。s304，确定版本、消除掩模，即确定目标二维码的抗污损能力级别，并且对目标二维码进行解密。s305，恢复数据和纠错码字，即恢复目标二维码中存储的数据，并且对目标二维码污损的地方进行纠错。s306，是否存在纠错码字错误，若存在错误则执行s307纠错后执行s308数据码字译码，若不存在错误，则执行s308数字码字译码，之后执行s309输出识别结果，最后执行s310结束，即结束本张待识别图像的识别。
81.在本技术的一种实施方式中，机车相对于轨道的位置为实时位置。s220包括：识别待识别图像上目标二维码存储的信息，将目标二维码存储的信息与卫星定位的位置信息进行融合，获得机车相对于轨道的实时位置。
82.也就是说，由于目标二维码只在规定的预设位置进行摆放，因此，若需要获取机车在轨道内的实时位置，则需要与卫星定位的位置信息相融合，即使用目标二维码识别的位置与卫星定位的位置信息共同确定机车相对于轨道的实时位置。
83.具体的，处理器中包括数据融合及校验模块。处理器实时获取通过gnss系统得到的机车位置和识别目标二维码得到的机车位置，带惯导的卫星定位系统(gnss)的数据稳定可用时，将其经纬度数据投影映射到高精度轨道地图上，接收到通过gnss系统得到的机车位置后可以矫正当前的定位数据，当经过目标二维码信息覆盖的轨道时，二维码识别模块将识别目标二维码得到的机车位置推送到数据融合及校验模块，同样用来矫正当前定位数据。如果经过的轨道gnss数据不可用且无二维码信息覆盖，数据融合及校验模块会将最后一次采集到的目标二维码作为基点结合数学归纳法进行数据校验。数学归纳法是以一种不同的方式来证明任意一个给定的情形都是正确的数学定理。虽然数学归纳法名字中有“归纳”，但是数学归纳法并非不严谨的归纳推理法，它属于完全严谨的演绎推理法。假设基点坐标位置是准确的，根据gnss内的惯导装置(imu惯性测量单元)给出的速度和方向，可以对位置信息进行推导，直到下一个目标二维码识别数据或可用的gnss数据来到，将可能存在的误差消除。
84.也就是说，机车在卫星信号良好的路段正常作业的情况下，可以使用gnss的固定解数据对机车位置实时更新，若行驶在卫星信号较差的路段，gnss内部的惯导数据可以提
供行驶的方向和速度，数据融合及检验模块根据这些数据集合上一次gnss固定解的位置，可以推导出当前机车所在的位置。当机车行驶到需要精准地理坐标信息且卫星信号差干扰多的路段，机车只要经过事先安装的目标二维码，就能获取当前准确的地理位置信息，在经过下一个目标二维码安装位置或有gnss固定解到来前，机车还可以使用gnss惯导数据对机车位置进行准确推算。
85.作为本技术一具体实施例，卫星定位设备执行s401使用gnss进行定位，处理器执行s406获取gnss定位数据和s405获取定位的速度和方向，在执行s406之后执行s407获取高精度轨道地图和s408将定位数据投影映射到轨道地图上。同时处理器还执行s402读取二维码、s403识别二维码以及s404获取二维码定位数据。之后根据s408获得的标记有定位数据的轨道地图、s405获得的定位的速度和方向以及s404获得的二维码定位数据，执行s409进行数据融合和校验，之后执行s410校正，并且执行s411输出，最后执行s412结束。
86.因此，本技术实施例通过将二维码存储的信息与卫星定位的位置信息进行融合，能够在二维码存储的信息不能够覆盖的位置，使用卫星定位的位置信息进行补充，从而能够获得更全面更丰富的定位数据。
87.s230，基于该位置生成控制机车运行状态的指令。
88.也就是说，机车在参照物中是固定的位置对应固定的指令，在确认机车相对于轨道的位置之后，基于该位置确认机车应该执行何种指令，并且相对应的生成控制机车运行状态的指令，并且将指令输出给任务执行单元，以使任务执行单元获取并执行指令。
89.因此，本技术提供的轨道机车二维码识别定位系统以高精度轨道地图为基础，在gnss无法准确提供定位数据的轨道旁间隔安装定位二维码，使用opencv图像识别算法对车载高清摄像头采集的数据进行处理，实时提取出轨道机车经过的二维码中蕴含的位置信息，从而校正gnss数据，实现了轨道机车在轨道全域的、可靠的、高精度的位置定位。
90.因此，本技术的关键技术点在于识别轨道固定位置的二维码来定位机车；对可能出现的识别到两个二维码的情况进行处理，获取准确的定位位置；将多来源数据进行融合，获得准确实时的机车位置。
91.因此，轨道机车二维码识别定位系统提出了将二维码识别应用于作业环境复杂的铁厂轨道机车定位的方法，使用gnss映射到高精度地图的数据和二维码识别数据不断矫正位置消除误差，提高了轨道机车在各个环境中的定位可靠性、准确性。当两个二维码同时被识别的情况出现时，轨道机车二维码识别定位系统通过对轨道地图和二维码的预处理，可以使用更准确的二维码信息，使定位更加精准。
92.上文描述了一种控制机车运行状态的实施方式，下文将描述一种控制机车运行状态的装置。
93.如图5所示，本技术的一些实施例提供一种控制机车运行状态的装置500，该装置包括：图像获取模块510、位置识别模块520和指令生成模块530。
94.图像获取模块510，被配置为获取待识别图像，其中，所述待识别图像是对设置在参照物中的轨道一侧的目标二维码进行拍摄得到的，所述机车可在所述参照物中的轨道上移动。
95.位置识别模块520，被配置为通过识别所述待识别图像上所述目标二维码存储的信息，得到所述机车相对于所述轨道的位置。
96.指令生成模块530，被配置为基于所述位置生成控制所述机车运行状态的指令。
97.在本技术的一种实施方式中，所述待识别图像中包括第一二维码和第二二维码；所述位置识别模块520还被配置为：分别识别所述待识别图像上的所述第一二维码和所述第二二维码，获得第一位置和第二位置；查找所述待识别图像的上一张图像中的目标二维码所对应的第三位置；基于所述第三位置以及所述机车的行驶方向，从所述第一位置和所述第二位置中选择出目标位置，并且将所述目标位置作为所述机车相对与所述轨道的位置。
98.在本技术的一种实施方式中，所述位置识别模块520还被配置为：在所述机车的行驶方向上，从所述第一位置和第二位置中选择出距离所述第三位置最近的，作为所述目标位置。
99.在本技术的一种实施方式中，所述机车相对于所述轨道的位置为实时位置；所述位置识别模块520还被配置为：识别所述待识别图像上所述目标二维码存储的信息；将所述目标二维码存储的信息与卫星定位的位置信息进行融合，获得所述机车相对于所述轨道的实时位置。
100.在本技术的一种实施方式中，所述目标二维码是标识展示设备通过环境指标值从多个候选二维码中选择得到的，所述环境指标值是通过环境监测设备对所述参照物内的环境数据进行监测获得的，其中，所述环境数据的类型至少包括空气粉尘。
101.在本技术的一种实施方式中，所述多个候选二维码至少包括第一候选二维码和第二候选二维码，所述第一候选二维码的抗污损能力大于所述第二候选二维码的抗污损能力；所述标识展示设备是通过如下步骤选择出所述目标二维码的：若所述环境指标值大于阈值则选择所述第一候选二维码作为所述目标二维码；若所述环境指标值小于或等于阈值则选择所述第二候选二维码作为所述目标二维码。
102.在本技术实施例中，图5所示模块能够实现图1至图4方法实施例中的各个过程。图5中的各个模块的操作和/或功能，分别为了实现图1至图4中的方法实施例中的相应流程。具体可参见上述方法实施例中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。
103.如图6所示，本技术实施例提供一种电子设备600，包括：处理器610、存储器620和总线630，所述处理器通过所述总线与所述存储器相连，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，用于实现如上述所有实施例中任一项所述的方法，具体可参见上述方法实施例中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。
104.其中，总线用于实现这些组件直接的连接通信。其中，本技术实施例中处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
105.存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(random access memory，ram)，只读存储器(read only memory，rom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)，可擦除只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)，电可擦除
只读存储器(electric erasable programmable read-only memory，eeprom)等。存储器中存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，可以执行上述实施例中所述的方法。
106.可以理解，图6所示的结构仅为示意，还可包括比图6中所示更多或者更少的组件，或者具有与图6所示不同的配置。图6中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
107.本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被服务器执行时实现上述所有实施方式中任一所述的方法，具体可参见上述方法实施例中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。
108.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
109.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。