基于空间分辨磁场测量的实时铁路车辆定位
信号处理
2025-07-28 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
本文提出了两种基于磁场测量和预录制磁力图的互补实时铁路车辆定位方法。第一种方法采用通过磁力相似性重加权的粒子滤波器，采用重尾非高斯核以增强稳定性。第二种方法是一种无状态序列对齐技术，将实时磁信号转换为空间域，并通过相似性度量将其匹配到地图。使用运行中的火车数据进行实验显示，粒子滤波器在21.6公里范围内实现了具有选择性的亚5米精度，尽管在低速和冷启动情况下性能会下降。准确性测试受制于基于GNSS的参考系统。在 contrast 中，对齐方法在冷启动场景中表现突出，在92%的测试中实现30米内定位(使用前3名匹配可达100%)。一种混合方法结合了两种方法——对齐用于初始化，随后使用粒子滤波跟踪。运行时分析确认了在消费级硬件上的实时能力。该系统为安全关键的铁路应用提供了准确、稳健的定位能力。
引用
@article{arxiv.2507.19327,
title = {Real-time rail vehicle localisation using spatially resolved magnetic field measurements},
author = {Niklas Dieckow and Katharina Ostaszewski and Philip Heinisch and Henriette Struckmann and Hendrik Ranocha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.19327},
year = {2025}
}