列車(chē)定位過(guò)程中的信標(biāo)檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軌道交通領(lǐng)域，特別是涉及一種列車(chē)定位過(guò)程中的信標(biāo)檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的列車(chē)定位方法中，列車(chē)獲得和更新位置的策略可以簡(jiǎn)述為:
[0003]列車(chē)根據(jù)檢測(cè)到第一個(gè)無(wú)源定位信標(biāo)作為列車(chē)初始位置，其中檢測(cè)是通過(guò)信標(biāo)檢測(cè)列車(chē)上的天線位置實(shí)現(xiàn)。
[0004]然后根據(jù)第二個(gè)檢測(cè)的無(wú)源定位信標(biāo)確定列車(chē)的行進(jìn)方向，其中第二信標(biāo)檢測(cè)時(shí)需要判定該信標(biāo)是不是期望信標(biāo)，進(jìn)而確定列車(chē)的包絡(luò)，其中列車(chē)的包絡(luò)包括整個(gè)車(chē)身的位置，包括列車(chē)車(chē)頭位置，車(chē)尾位置，列車(chē)中心位置等。即列車(chē)根據(jù)檢測(cè)到的兩個(gè)連續(xù)無(wú)源定位信標(biāo)建立列車(chē)位置和方向。
[0005]列車(chē)根據(jù)測(cè)速測(cè)距功能計(jì)算出的列車(chē)位移，在列車(chē)先前建立的位置基礎(chǔ)上持續(xù)更新位置。
[0006]列車(chē)會(huì)根據(jù)后續(xù)檢測(cè)到的無(wú)源定位信標(biāo)更新校準(zhǔn)列車(chē)位置。
[0007]在步驟4中，即列車(chē)建立位置后，在根據(jù)后續(xù)定位信標(biāo)更新校準(zhǔn)列車(chē)時(shí)，現(xiàn)有的信標(biāo)選擇算法需要做如下處理:
[0008]記錄列車(chē)相對(duì)上一次定位信標(biāo)的移動(dòng)路徑(Mot1n Path，MP)。
[0009]MP每周期都需要更新，因?yàn)榱熊?chē)在這期間可能發(fā)生了位移。
[0010]當(dāng)列車(chē)運(yùn)行方向發(fā)生變化時(shí)，MP中需要添加反向路徑；如果列車(chē)再次改變方向，則需要對(duì)MP中的路徑進(jìn)行合并(即列車(chē)發(fā)生多次反向)；由于可能發(fā)生多次反向，需要設(shè)計(jì)一定的MP合并策略。
[0011]當(dāng)列車(chē)穿過(guò)道岔時(shí)，MP需要添加新的路徑。
[0012]當(dāng)列車(chē)穿過(guò)道岔后，然后又折返，重新穿過(guò)道岔，需要對(duì)MP進(jìn)行裁剪和更新。
[0013]當(dāng)列車(chē)在信標(biāo)窗口發(fā)生折返(有時(shí)是多次折返)時(shí)，需要對(duì)信標(biāo)是否丟失進(jìn)行處理。由于信標(biāo)或信標(biāo)天線本身信號(hào)強(qiáng)弱的特性，信標(biāo)天線可以在某個(gè)范圍內(nèi)讀取到信標(biāo)。因此本文中提到的信標(biāo)窗口是指:車(chē)輛上的信標(biāo)天線有可能讀取到某個(gè)信標(biāo)的特定區(qū)域。
[0014]沿著列車(chē)前進(jìn)方向，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)信標(biāo)布置的定義，搜索期望信標(biāo)，即下一個(gè)用于定位的信標(biāo)。
[0015]除了沿著列車(chē)前進(jìn)方向搜索期望信標(biāo)，還需要在前面記錄的MP路徑中搜索期望?目標(biāo)，這是因?yàn)镸P中可能存在沒(méi)有被讀到，又沒(méi)有被判定為丟失的彳目標(biāo)；ΜΡ中也可能存在已經(jīng)丟失的信標(biāo)，如果有，也有可能成為期望信標(biāo)。
[0016]由于位置不確定性的存在，MP并不是一個(gè)精確的移動(dòng)路徑。
[0017]現(xiàn)有的信標(biāo)算法基于移動(dòng)路徑，對(duì)移動(dòng)路徑的操作需要大量計(jì)算，而這些計(jì)算操作實(shí)現(xiàn)復(fù)雜；在1?中搜索信標(biāo)也存在很多不確定性。由于計(jì)算和搜索方式的復(fù)雜性，導(dǎo)致現(xiàn)有的信標(biāo)選擇算法邏輯繁瑣，進(jìn)而導(dǎo)致場(chǎng)景分析困難，擴(kuò)展性差，難以解決遇到的新的異常場(chǎng)景。
[0018]而信標(biāo)的選擇不當(dāng)，可能發(fā)生安全問(wèn)題。這是因?yàn)?，在?shí)際運(yùn)營(yíng)中，存在信標(biāo)沒(méi)有被讀取到，或者誤讀，或者信標(biāo)的安裝位置錯(cuò)誤等情況，這些都會(huì)導(dǎo)致列車(chē)位置的更新失敗或者位置確定不準(zhǔn)確的問(wèn)題。
[0019]列車(chē)在一定范圍的軌道內(nèi)搜索是否有信標(biāo)存在，其方法可以簡(jiǎn)述如下:
[0020]在數(shù)據(jù)庫(kù)中定義軌道的ID (唯一標(biāo)示)和Length (長(zhǎng)度)，每段被道岔分割的軌道稱(chēng)為一個(gè)Edge (邊)。
[0021]軌道上的每個(gè)點(diǎn)，由{Edgeld，Offset (相對(duì)Edge起點(diǎn)的偏移大小)}來(lái)唯一標(biāo)示，其中Offset要小于EdgeLength。一個(gè)點(diǎn)也稱(chēng)為一個(gè)Coordinate (坐標(biāo))。
[0022]信標(biāo)是布置在Edge上的，信標(biāo)所在的位置用其在Edge上的Coordinate來(lái)標(biāo)示。一個(gè)信標(biāo)的基礎(chǔ)信息包括{信標(biāo)ID，信標(biāo)Coordinate}。
[0023]根據(jù)每個(gè)信標(biāo)的Coordinate為信標(biāo)ID和EdgeId建立索引，即根據(jù)EdgeId可以知道這條Edge上面有哪些信標(biāo)。
[0024]如果在Edge上隨意取一段軌道，則該軌道可以用{Edgeld，StartOffset,EndOffset}標(biāo)不，其中 StartOffset 小于 EndOffset，EndOffset 小于 EdgeLength。這段軌道也可以稱(chēng)為一個(gè)Segment，StartOffset為對(duì)應(yīng)軌道段即Segment的起始位置即偏移位置，EndOffset為對(duì)應(yīng)軌道段的結(jié)束位置。
[0025]判斷一個(gè)Coordinate是否在一個(gè)Segment內(nèi)，可以用以下方法:Coordinate的 EdgeId 要等于 Segment 的 Edgeld ；Coordinate 的 Offset 要大于等于 Segment 的StartOffet,同時(shí)要小于等于 Segment 的 EndOffset。
[0026]判斷一定范圍的軌道(Segment)是否有信標(biāo)存在，則可以用以下方法:根據(jù)Segment的EdgeId和索引表，找到該Edge上所有的信標(biāo)ID ;循環(huán)每個(gè)信標(biāo)ID，根據(jù)信標(biāo)ID取出信標(biāo)Coordinate，判斷Coordinate是否在給定的Segment，如果是，說(shuō)明該信標(biāo)在給定的Segment范圍內(nèi)，即找到所需信標(biāo)。
[0027]可以根據(jù)以上方法判斷列車(chē)天線位置的某個(gè)范圍A內(nèi)有沒(méi)有信標(biāo)。如果把范圍A的大小賦值為信標(biāo)窗口 B的大小，則可以表述為“判斷列車(chē)天線位置的窗口 B內(nèi)有沒(méi)有信標(biāo)”，這句話等價(jià)于“判斷列車(chē)天線位置是否在某個(gè)信標(biāo)的窗口 B內(nèi)”。這是因?yàn)槿绻硞€(gè)信標(biāo)在天線位置的窗口 B范圍內(nèi)，那么天線位置必然也在該信標(biāo)的窗口 B內(nèi)。如對(duì)于RFID信標(biāo)，列車(chē)的天線和信標(biāo)之間通過(guò)RF來(lái)讀取，天線可以在一定的距離范圍內(nèi)都可以讀到信標(biāo)，超過(guò)一定的范圍內(nèi)則不能讀取到信標(biāo)，所以上述信標(biāo)的窗口 B也即為天線能夠讀取到信標(biāo)的位置范圍。
[0028]因此以上方法可以用來(lái)根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)搜索來(lái)判斷列車(chē)天線位置是否在某個(gè)信標(biāo)的窗口內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0029]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種列車(chē)定位過(guò)程中的信標(biāo)檢測(cè)方法，能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)定位信標(biāo)的預(yù)測(cè)以及信標(biāo)的準(zhǔn)確讀取，能夠更好的檢測(cè)與記錄信標(biāo)的漏讀、錯(cuò)讀、早讀和晚讀，從而能正確更新列車(chē)位置。
[0030]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的列車(chē)定位過(guò)程中的信標(biāo)檢測(cè)方法包括如下步驟:
[0031]步驟一、設(shè)置信標(biāo)窗口狀態(tài)機(jī)，所述信標(biāo)窗口狀態(tài)機(jī)包括兩個(gè)狀態(tài)，第一狀態(tài)對(duì)應(yīng)于列車(chē)的天線不處于任何信標(biāo)窗口內(nèi)，第二狀態(tài)對(duì)應(yīng)于所述列車(chē)的天線處于某個(gè)信標(biāo)窗口內(nèi)；當(dāng)所述列車(chē)的天線處于某個(gè)所述信標(biāo)窗口內(nèi)時(shí)所述列車(chē)的天線能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)對(duì)應(yīng)信標(biāo)的讀取；在初始化階段，所述信標(biāo)窗口狀態(tài)機(jī)處于所述第一狀態(tài)。
[0032]步驟二、列車(chē)運(yùn)行后經(jīng)過(guò)所述列車(chē)的前方的第一個(gè)信標(biāo)窗口時(shí)，所述信標(biāo)窗口狀態(tài)機(jī)切換到所述第二狀態(tài)，所述列車(chē)的天線讀取第一個(gè)信標(biāo)，并通過(guò)所述第一個(gè)信標(biāo)建立所述列車(chē)的位置并等待所述列車(chē)離開(kāi)所述第一信標(biāo)窗口 ；所述列車(chē)?yán)^續(xù)前行并離開(kāi)所述第一個(gè)信標(biāo)窗口后所述信標(biāo)窗口狀態(tài)機(jī)切換到第一狀態(tài)。
[0033]步驟三、所述列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)通過(guò)前一個(gè)信標(biāo)確定的位置的基礎(chǔ)上持續(xù)更新位置，且所述列車(chē)根據(jù)當(dāng)前位置在數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索并確定所述天線是否位于某個(gè)所述信標(biāo)窗口內(nèi)，如果所述天線不在任何所述信標(biāo)窗口內(nèi)，所述信標(biāo)窗口狀態(tài)機(jī)保持為所述第一狀態(tài)；如果所述天線位于某一所述信標(biāo)窗口內(nèi)，轉(zhuǎn)換到后續(xù)步驟四。
[0034]步驟四、所述信標(biāo)窗口狀態(tài)機(jī)切換到所述第二狀態(tài)，將所述搜索到的某一所述信標(biāo)窗口對(duì)應(yīng)的信標(biāo)標(biāo)記為期望信標(biāo)，等待檢測(cè)到所述期望信標(biāo)。
[0035]步驟五、在所述期望信標(biāo)的窗口范圍內(nèi)如果所述列車(chē)通過(guò)所述天線檢測(cè)到所述期望信標(biāo)，則通過(guò)所述期望信標(biāo)的位置信息對(duì)所述列車(chē)的位置進(jìn)行更新并等待所述列車(chē)離開(kāi)所述期望信標(biāo)的窗口。
[0036]步驟六、所述列車(chē)?yán)^續(xù)前行離開(kāi)所述期望信標(biāo)的窗口后，判斷所述列車(chē)的位置是否是通過(guò)所述期望信標(biāo)的位置信息更新，如果是，則所述信標(biāo)窗口狀態(tài)機(jī)切換到所述第一狀態(tài)；如果不是，則將步驟五中所述期望信標(biāo)為丟失信標(biāo)并進(jìn)行信標(biāo)丟失處理后將所述信標(biāo)窗口狀態(tài)機(jī)切換到所述第一狀態(tài)；切換到所述第一狀態(tài)之后，轉(zhuǎn)回到步驟三繼續(xù)進(jìn)行前行過(guò)程中的后續(xù)其它信標(biāo)檢測(cè)。
[0037]進(jìn)一步的改進(jìn)是，如果步驟三中所述天線不在任何所述信標(biāo)窗口內(nèi)而實(shí)際上所述天線檢測(cè)到某個(gè)信標(biāo)，令該信標(biāo)為預(yù)期外信標(biāo)。
[0038]如果所述預(yù)期外信標(biāo)為所述丟失信標(biāo)，則所述丟失信標(biāo)晚讀，所述丟失信標(biāo)的實(shí)際安裝位置比理論要求位置靠后。
[0039]如果所述預(yù)期外信標(biāo)為所述前一個(gè)