專利名稱：一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及軌道交通設(shè)施檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于射頻技術(shù)設(shè)計(jì)的高精度列車定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
軌道檢查車是為檢查軌道病害、消除事故隱患、指導(dǎo)線路維修、提高線路平順性、 保障行車安全的大型動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備。它主要應(yīng)用于火車、地鐵、有軌電車等軌道交通領(lǐng)域。 在軌道檢查車上安裝的軌道檢測(cè)系統(tǒng)，能對(duì)軌道幾何參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)和超限對(duì)于指導(dǎo)工務(wù)段養(yǎng)路維修、保證行車安全有著十分重要的作用。而軌道檢查車所檢測(cè)的這些超限數(shù)據(jù)需要加上里程標(biāo)記，工務(wù)段才可準(zhǔn)確而快速地確定超限的位置，并根據(jù)具體情況對(duì)線路進(jìn)行維修和養(yǎng)護(hù)，消除線路病害。如果檢測(cè)的超限數(shù)據(jù)的里程誤差較大，那么在現(xiàn)場(chǎng)查找病害就會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間和人力，有時(shí)甚至無(wú)法確定病害位置。因而，軌道檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)里程的準(zhǔn)確性有著較高的要求。目前，應(yīng)用于軌道檢查車的里程定位技術(shù)大致有以下三種首先，是手動(dòng)置里程方法。手動(dòng)置里程方法是靠人工在瞭望窗口進(jìn)行軌道線路里程的觀察，在軌道檢查車運(yùn)行到特定里程處時(shí)，由人工輸入里程數(shù)，進(jìn)行里程的修正。這種手動(dòng)置里程方法的缺點(diǎn)在于增加了檢測(cè)人員的工作量，使得檢測(cè)任務(wù)更加繁重；操作人員修正時(shí)可能會(huì)輸入里程錯(cuò)誤，導(dǎo)致系統(tǒng)里程誤差；不同的人按下修正鍵時(shí)間早晚會(huì)有差別，加大系統(tǒng)誤差；檢測(cè)受環(huán)境制約，對(duì)于夜間等視距不佳環(huán)境人工無(wú)法看清里程牌導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行里程修正；列車速度過快也可能造成人工無(wú)法看清公里牌，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行里程修正。其次，是光電編碼器檢測(cè)方法。光電編碼器檢測(cè)方法是通過安裝在輪軸上的光電編碼器獲取的里程標(biāo)記的。光電編碼器和輪軸固聯(lián)，每當(dāng)車輪旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，會(huì)帶動(dòng)光電編碼器旋轉(zhuǎn)一周，光電軸編碼器會(huì)給系統(tǒng)發(fā)送一定數(shù)量的脈沖。由于車輪的周長(zhǎng)是已知的，因而每一個(gè)脈沖所代表的距離可以計(jì)算得到。檢測(cè)系統(tǒng)根據(jù)光電編碼器發(fā)送的脈沖的個(gè)數(shù)就可以累計(jì)出里程數(shù)，以此形成檢測(cè)系統(tǒng)自身的里程標(biāo)記。這種光電編碼器檢測(cè)方法的缺點(diǎn)在于列車長(zhǎng)期運(yùn)行，車輪自身磨損會(huì)造成圓周變小，則每一個(gè)脈沖代表的距離會(huì)變小，從而導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)的誤差；列車制動(dòng)等動(dòng)作時(shí)，車輪會(huì)打滑，車軸不會(huì)帶動(dòng)光電編碼器旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而引起檢測(cè)的誤差；由于現(xiàn)場(chǎng)施工改線等原因，造成線路的長(zhǎng)鏈、短鏈或者連接線，會(huì)出現(xiàn)里程跳變，這些原因都會(huì)造成檢測(cè)系統(tǒng)的計(jì)算里程和線路上的實(shí)際里程之間的誤差。再有，是GPS里程校對(duì)方法。GPS里程校對(duì)方法是利用GPS的定位功能，將GPS接收系統(tǒng)實(shí)時(shí)輸出的數(shù)據(jù)包括經(jīng)度、緯度、方向角等參數(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)先設(shè)置的里程數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，在特定里程匹配相對(duì)應(yīng)的里程數(shù)，并將里程數(shù)輸出到檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行里程自動(dòng)修正。GPS里程校對(duì)方法的缺點(diǎn)在于GPS接收器受鐵路環(huán)境影響較大，在隧道、山谷甚至橋梁等遮擋衛(wèi)星信號(hào)接收的地方，GPS里程校對(duì)系統(tǒng)將無(wú)法工作；GPS系統(tǒng)的定位誤差較大，在普通線路上，可以達(dá)到5米，隨著列車速度的提高，GPS系統(tǒng)的定位誤差還會(huì)進(jìn)一步增大，無(wú)法滿足動(dòng)態(tài)檢測(cè)列車檢測(cè)精度的要求。綜上所述，鑒于現(xiàn)有各種軌道檢查車的里程定位技術(shù)均存在各種各樣的問題，無(wú)法充分滿足實(shí)際有軌車?yán)锍虣z測(cè)的需要。因此，我們需要設(shè)計(jì)一種全新的高精度列車定位技術(shù)，使之能滿足當(dāng)前軌道交通發(fā)展對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)所提出的更高要求，在苛刻的環(huán)境中精準(zhǔn)有效的工作。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)。該技術(shù)能滿足當(dāng)前軌道交通發(fā)展對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)所提出的更高要求， 可以在苛刻的環(huán)境中精準(zhǔn)有效的工作。本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，其特征在于，包括若干射頻卡、至少一個(gè)閱讀器和處理計(jì)算機(jī)；所述射頻卡，設(shè)置在軌道旁固定物上，用于響應(yīng)閱讀器發(fā)出的發(fā)射信號(hào)，返回反射信號(hào)；所述反射信號(hào)中至少包含有該射頻卡的卡號(hào)；所述閱讀器，設(shè)置在有軌車上，用于處理射頻卡返回的反射信號(hào)，獲得該被檢測(cè)射頻卡的卡號(hào)；所述閱讀器與處理計(jì)算機(jī)連接，將所述被檢測(cè)射頻卡卡號(hào)發(fā)送給處理計(jì)算機(jī)；所述處理計(jì)算機(jī)中設(shè)有射頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)；該處理計(jì)算機(jī)調(diào)用射頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別與該射頻卡卡號(hào)相對(duì)應(yīng)的定位信息。所述閱讀器包括天線、編解碼器和輸出接口 ；所述天線，用于與所述射頻卡進(jìn)行射頻通訊；所述編解碼器，與天線和輸出接口相連，用于處理射頻卡返回的反射信號(hào)，獲得該被檢測(cè)射頻卡的卡號(hào)；所述輸出接口，用于與所述處理計(jì)算機(jī)連接。所述閱讀器中還設(shè)有卡號(hào)檢測(cè)器；該卡號(hào)檢測(cè)器設(shè)置在所述編解碼器與輸出接口之間，用于對(duì)所述射頻卡卡號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。所述列車定位系統(tǒng)中還設(shè)有誤差修正系統(tǒng)；該誤差修正系統(tǒng)包括光電編碼器、 精確計(jì)數(shù)器、誤差計(jì)算器和誤差修正單元；所述光電編碼器，安裝在有軌車的輪軸上，隨著有軌車輪軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈沖信號(hào)；所述精確計(jì)數(shù)器，分別與所述光電編碼器、閱讀器、射頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)、誤差計(jì)算器相連；接受所述閱讀器和射頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)的起止控制，對(duì)光電編碼器的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)；并將獲得的光電編碼器脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)發(fā)送給誤差計(jì)算器；所述誤差計(jì)算器，與精確計(jì)數(shù)器和誤差修正單元相連，根據(jù)所述光電編碼器脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)計(jì)算誤差距離，并將誤差距離作為該被檢測(cè)射頻卡定位信息的誤差修正值發(fā)送給誤差修正單元；[0026]所述誤差修正單元，與誤差計(jì)算器和射頻數(shù)據(jù)庫(kù)相連，根據(jù)接收的誤差修正值對(duì)該被檢測(cè)射頻卡定位信息進(jìn)行修正。在所述誤差修正系統(tǒng)中還設(shè)置有安裝位置修正值存儲(chǔ)單元和閱讀范圍修正值存儲(chǔ)單元；所述安裝位置修正值存儲(chǔ)單元，與誤差計(jì)算器相連，用于存儲(chǔ)安裝位置修正值；所述閱讀范圍修正值存儲(chǔ)單元，與誤差計(jì)算器相連，用于存儲(chǔ)閱讀范圍修正值。所述射頻卡安裝在軌道旁側(cè)的固定物上；該列車定位系統(tǒng)中設(shè)有兩個(gè)閱讀器，分別安裝于有軌車的兩側(cè)，與射頻卡相對(duì)應(yīng)；該兩個(gè)閱讀器設(shè)置在有軌車的車廂內(nèi)側(cè)或外側(cè)； 該兩個(gè)閱讀器均與處理計(jì)算機(jī)相連接。所述閱讀器設(shè)置在有軌車的車廂內(nèi)，緊貼于有軌車車窗。所述射頻卡安裝在軌道底側(cè)；所述閱讀器對(duì)應(yīng)安裝在有軌車的底側(cè)；所述閱讀器與處理計(jì)算機(jī)相連接。所述閱讀器與處理計(jì)算機(jī)之間通過RS-232、RS_485或以太網(wǎng)接口相連接。所述射頻卡與閱讀器的水平高度相同。通過本實(shí)用新型實(shí)施例，提供了一種全新的基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)。該列車定位系統(tǒng)繼承了射頻技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，克服了現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，可以在苛刻的環(huán)境中精準(zhǔn)有效的工作。另外，本實(shí)用新型還提供了對(duì)該定位系統(tǒng)的誤差修正方案，進(jìn)一步提高了該列車定位系統(tǒng)的檢測(cè)精確度，滿足當(dāng)前軌道交通發(fā)展對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)所提出的更高要求。

圖1為基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為帶有誤差修正系統(tǒng)的高精度列車定位系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3為高精度列車定位系統(tǒng)第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；圖4為高精度列車定位系統(tǒng)第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；圖5為高精度列車定位系統(tǒng)第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。鑒于前面所述現(xiàn)有各種軌道檢查車的里程定位技術(shù)均存在各種各樣的問題，無(wú)法充分滿足實(shí)際軌道列車?yán)锍虣z測(cè)的需要。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種基于RFID(Radio Frequency Identification)射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高精度列車定位技術(shù)。RFID射頻識(shí)別技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)。RFID技術(shù)具有可容納較多容量、通訊距離長(zhǎng)、難以復(fù)制、對(duì)環(huán)境變化有較高的忍受能力、可同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽等優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于有軌車的里程定位工作，可以克服前述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。圖1為基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。該基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，如圖1所示，包括設(shè)置在軌道旁固定物上的若干射頻卡，設(shè)置在有軌車上的至少一個(gè)閱讀器以及處理計(jì)算機(jī)。[0046]所述射頻卡，用于響應(yīng)閱讀器發(fā)出的發(fā)射信號(hào)，返回反射信號(hào)。所述反射信號(hào)中至少包含有該射頻卡的卡號(hào)，每個(gè)射頻卡都具有一個(gè)唯一的卡號(hào)。所述閱讀器，與有軌車共同行進(jìn)，用于發(fā)出發(fā)射信號(hào)；接收并處理射頻卡返回的反射信號(hào)，獲得該被檢測(cè)射頻卡的卡號(hào)；將所獲得的被檢測(cè)射頻卡卡號(hào)發(fā)送給處理計(jì)算機(jī)。該閱讀器與射頻卡對(duì)應(yīng)設(shè)置，通常為了獲得更長(zhǎng)的讀卡時(shí)間，閱讀器與射頻卡的水平高度應(yīng)當(dāng)相同。該閱讀器包括天線、編解碼器和輸出接口。所述天線，用于發(fā)出發(fā)射信號(hào)，并接收射頻卡返回的反射信號(hào)。所述編解碼器，用于對(duì)所述反射信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解碼，獲得該被檢測(cè)射頻卡的卡號(hào)。所述輸出接口，與處理計(jì)算機(jī)連接，用于將所獲得的被檢測(cè)射頻卡卡號(hào)發(fā)送給處理計(jì)算機(jī)。所述處理計(jì)算機(jī)，與閱讀器相連，用于調(diào)用射頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別與被檢測(cè)射頻卡卡號(hào)相對(duì)應(yīng)的定位信息。該射頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)有各個(gè)射頻卡的定位信息。該射頻卡的定位信息與射頻卡卡號(hào)一一對(duì)應(yīng)。優(yōu)選的，該閱讀器還可以設(shè)置有卡號(hào)檢測(cè)器。該卡號(hào)檢測(cè)器設(shè)置在編解碼器與輸出接口之間，用于對(duì)所獲得的射頻卡卡號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，濾除無(wú)效卡號(hào)。這樣，可以對(duì)射頻卡卡號(hào)進(jìn)行預(yù)選篩選，過濾掉無(wú)效卡號(hào)。當(dāng)然，該卡號(hào)檢測(cè)器也可以設(shè)置在處理計(jì)算機(jī)中，該射頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)的輸入端。起作用與上述相同，在此就不再重復(fù)。通過上述結(jié)構(gòu)的基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，閱讀器隨著有軌車沿軌道移動(dòng)，向外發(fā)送發(fā)射信號(hào)。當(dāng)有軌車移動(dòng)到射頻卡附近時(shí)，射頻卡進(jìn)入閱讀器的讀卡場(chǎng)內(nèi)， 響應(yīng)閱讀器發(fā)出的發(fā)射信號(hào)返回反射信號(hào)。閱讀器接收射頻卡發(fā)送的反射信號(hào)，對(duì)反射信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解碼，獲得射頻卡卡號(hào)并對(duì)其有效性進(jìn)行判斷，將有效的卡號(hào)發(fā)送給處理計(jì)算機(jī)。處理計(jì)算機(jī)將獲得的卡號(hào)與射頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存的射頻卡定位信息進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別出卡號(hào)對(duì)應(yīng)的定位信息。這樣，通過上述定位系統(tǒng)，我們就能夠通過預(yù)設(shè)在軌道旁的射頻卡， 基于射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)行進(jìn)的軌道檢查車進(jìn)行實(shí)時(shí)的里程定位監(jiān)測(cè)。另外，由于從閱讀器發(fā)送獲得的射頻卡卡號(hào)給處理計(jì)算機(jī)到處理計(jì)算機(jī)識(shí)別出該射頻卡卡號(hào)對(duì)應(yīng)的定位信息，需要一定的傳輸和處理時(shí)間。這段時(shí)間可能給列車的里程定位帶來一定誤差。因此，申請(qǐng)人還在該高精度列車定位系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有誤差修正系統(tǒng)。圖2為帶有誤差修正系統(tǒng)的高精度列車定位系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，該誤差修正系統(tǒng)包括光電編碼器、精確計(jì)數(shù)器、誤差計(jì)算器和誤差修正單元。所述光電編碼器，安裝在有軌車的輪軸上，隨著有軌車輪軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈沖信號(hào)。所述精確計(jì)數(shù)器，與光電編碼器相連，用于接收光電編碼器的脈沖信號(hào)；接收閱讀器發(fā)送來的啟動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)對(duì)光電編碼器脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)；接收處理計(jì)算機(jī)發(fā)送來的終止信號(hào)，終止對(duì)光電編碼器脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)；將獲得的光電編碼器脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)值發(fā)送給誤這里，閱讀器是在向處理計(jì)算機(jī)發(fā)送射頻卡卡號(hào)的同時(shí)向精確計(jì)數(shù)器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)的，處理計(jì)算機(jī)是在識(shí)別出射頻卡卡號(hào)對(duì)應(yīng)定位信息的同時(shí)向精確計(jì)數(shù)器發(fā)送終止信號(hào)的。這樣，所述光電編碼器脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)值即是記錄了本系統(tǒng)因傳輸處理而引起的延時(shí)時(shí)段內(nèi)光電編碼器所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)數(shù)。[0060]所述誤差計(jì)算器，用于根據(jù)光電編碼器脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)值計(jì)算誤差距離，并將誤差距離作為該被檢測(cè)射頻卡定位信息的誤差修正值發(fā)送給誤差修正單元。這里，由于光電編碼器和有軌車輪軸固聯(lián)，輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周光電編碼器輸出固定數(shù)量的脈沖信號(hào)，而車輪周長(zhǎng)已知，則每一個(gè)光電編碼器脈沖代表的距離是可知的。因此，誤差計(jì)算器可以根據(jù)光電編碼器的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)計(jì)算出誤差距離。所述誤差修正單元，用于根據(jù)接收的誤差修正值對(duì)被檢測(cè)射頻卡定位信息進(jìn)行修正?？梢姡ㄟ^上述誤差修正系統(tǒng)可以對(duì)系統(tǒng)因信號(hào)處理時(shí)間所引起的延時(shí)誤差進(jìn)行修正，進(jìn)一步提高了本列車定位系統(tǒng)的精確度，滿足當(dāng)前軌道交通發(fā)展對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)所提出的更高要求。除了上述因系統(tǒng)信號(hào)處理時(shí)間所引起的誤差外，該系統(tǒng)中還可能因閱讀器安裝的位置以及閱讀器的閱讀范圍而引入誤差。閱讀器安裝位置所引起的誤差，是因?yàn)楸緦?shí)用新型的列車定位系統(tǒng)所最終獲得的列車?yán)锍潭ㄎ恍畔H僅是作為有軌車所檢測(cè)的多組數(shù)據(jù)中的一組，需要與整個(gè)列車檢測(cè)系統(tǒng)中其他數(shù)據(jù)配合使用。因此，列車定位系統(tǒng)最終需要將列車?yán)锍潭ㄎ恍畔R集到有軌車的列車檢測(cè)系統(tǒng)中。而列車檢測(cè)系統(tǒng)所在位置與閱讀器所在位置可能存在一定的空間距離，由此會(huì)給列車檢測(cè)系統(tǒng)引入系統(tǒng)誤差，因此我們需要對(duì)這部分距離誤差進(jìn)行修正。閱讀器的閱讀范圍所引入的誤差，是因?yàn)殚喿x器與射頻卡之間信息交互需要一定的讀卡時(shí)間，這就要保證射頻卡要在閱讀器的閱讀范圍內(nèi)一段時(shí)間。由于有軌車是在行進(jìn)過程中，因此在閱讀器與射頻卡之間需要保證有足夠的閱讀范圍，而由該閱讀范圍也會(huì)引入一定的誤差需要我們進(jìn)行修正。由于，閱讀器與射頻卡之間的閱讀范圍是由閱讀器發(fā)射信號(hào)的波形與兩者之間的間距決定的，因此這個(gè)誤差值應(yīng)該是我們可以預(yù)先知道的定值。由上可見，閱讀器安裝的位置以及閱讀器的閱讀范圍所引入誤差都是一個(gè)可以預(yù)先知道的定值。因此，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了如下結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行修正，如圖2所示，在該誤差修正系統(tǒng)中還設(shè)置有安裝位置修正值存儲(chǔ)單元和閱讀范圍修正值存儲(chǔ)單元。所述安裝位置修正值存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)安裝位置修正值；所述閱讀范圍修正值存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)閱讀范圍修正值；所述誤差計(jì)算器，用于讀取所述安裝位置修正值存儲(chǔ)單元和閱讀范圍修正值存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的安裝位置修正值和閱讀范圍修正值；根據(jù)所述計(jì)算得到的誤差距離以及所述安裝位置修正值和閱讀范圍修正值，計(jì)算對(duì)該射頻卡定位信息的誤差修正值，并將該誤差修正值發(fā)送給誤差修正單元。本系統(tǒng)中，閱讀器與射頻卡在有軌車上和軌道旁的具體設(shè)置位置，因有軌車的狀況和周圍環(huán)境因素不同，也可以有多種不同的設(shè)置方案。這里，我們就通過下面幾個(gè)實(shí)施例，給出幾種可行的設(shè)置方案。實(shí)施例一如圖3所示，在本實(shí)施例的基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)中，所述射頻卡安裝在軌道旁側(cè)的電線桿上。該列車定位系統(tǒng)中包括有兩個(gè)閱讀器，分別安裝于有軌車車廂內(nèi)的兩側(cè)，與射頻卡相對(duì)應(yīng)。所述兩個(gè)閱讀器均與處理計(jì)算機(jī)相連接。這里，之所以要設(shè)置兩個(gè)閱讀器，主要是考慮到有軌車轉(zhuǎn)頭后，單側(cè)閱讀器無(wú)法滿足繼續(xù)檢測(cè)的需要，因此設(shè)置需要另一側(cè)閱讀器，以便繼續(xù)進(jìn)行檢測(cè)。優(yōu)選的，所述閱讀器緊貼于有軌車車窗，以增強(qiáng)閱讀器與射頻卡之間的通訊信號(hào)。這個(gè)實(shí)施例主要適用于一些有軌車運(yùn)行速度較高，或車體底部較低，需要在射頻卡與閱讀器之間保持一定間距的情況。實(shí)施例二 如圖4所示，在本實(shí)施例的基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)中，所述射頻卡安裝在軌道旁側(cè)的里程碑上。該列車定位系統(tǒng)中包括有兩個(gè)閱讀器，分別安裝于有軌車車廂外的兩側(cè)，與射頻卡相對(duì)應(yīng)。所述兩個(gè)閱讀器均與處理計(jì)算機(jī)相連接。實(shí)施例三如圖5所示，在本實(shí)施例的基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)中，所述射頻卡安裝在軌道底側(cè)。該列車定位系統(tǒng)的閱讀器對(duì)應(yīng)安裝在有軌車的底側(cè)。所述閱讀器與處理計(jì)算機(jī)相連接。這個(gè)實(shí)施例主要適用于一些有軌車運(yùn)行速度相對(duì)較低，或有軌車體底部較高，車底側(cè)與軌道底側(cè)間距足夠保證射頻卡與閱讀器之間保持一定閱讀范圍的情況。上述各個(gè)實(shí)施例中，閱讀器可以被設(shè)置在車廂內(nèi)、車廂外或車廂底側(cè)。根據(jù)閱讀器設(shè)置的位置不同，其與處理計(jì)算機(jī)之間的通信連接也可以采取不同的方式，具體可以通過 RS-232、RS-485或以太網(wǎng)接口相連接。綜上所述，本實(shí)用新型基于射頻技術(shù)設(shè)計(jì)了一種全新的高精度列車定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)由于采用了射頻識(shí)別技術(shù)，繼承了射頻技術(shù)可容納較多容量、通訊距離長(zhǎng)、對(duì)環(huán)境變化有較高的忍受能力等諸多優(yōu)點(diǎn)，克服了現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。并且，本實(shí)用新型還提供了對(duì)該定位系統(tǒng)的誤差修正方案，進(jìn)一步提高了該列車定位系統(tǒng)的精確度，滿足當(dāng)前軌道交通發(fā)展對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)所提出的更高要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員在此設(shè)計(jì)思想之下，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做任何不具有創(chuàng)造性的改造，均應(yīng)視為在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，其特征在于，包括若干射頻卡、至少一個(gè)閱讀器和處理計(jì)算機(jī)；所述射頻卡，設(shè)置在軌道旁固定物上，響應(yīng)閱讀器發(fā)出的發(fā)射信號(hào)，返回反射信號(hào)；所述反射信號(hào)中至少包含有該射頻卡的卡號(hào)；所述閱讀器，設(shè)置在有軌車上，處理射頻卡返回的反射信號(hào)，獲得該被檢測(cè)射頻卡的卡號(hào)；所述閱讀器與處理計(jì)算機(jī)連接，將所述被檢測(cè)射頻卡卡號(hào)發(fā)送給處理計(jì)算機(jī)；所述處理計(jì)算機(jī)中設(shè)有射頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)；該處理計(jì)算機(jī)調(diào)用射頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別與該射頻卡卡號(hào)相對(duì)應(yīng)的定位信息。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，其特征在于，所述閱讀器包括天線、編解碼器和輸出接口 ；所述天線，與所述射頻卡進(jìn)行射頻通訊；所述編解碼器，與天線和輸出接口相連，處理射頻卡返回的反射信號(hào)，獲得該被檢測(cè)射頻卡的卡號(hào)；所述輸出接口，與所述處理計(jì)算機(jī)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，其特征在于，所述閱讀器中還設(shè)有卡號(hào)檢測(cè)器；該卡號(hào)檢測(cè)器設(shè)置在所述編解碼器與輸出接口之間，對(duì)所述射頻卡卡號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，其特征在于，所述列車定位系統(tǒng)中還設(shè)有誤差修正系統(tǒng)；該誤差修正系統(tǒng)包括光電編碼器、精確計(jì)數(shù)器、誤差計(jì)算器和誤差修正單元；所述光電編碼器，安裝在有軌車的輪軸上，隨著有軌車輪軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈沖信號(hào)；所述精確計(jì)數(shù)器，分別與所述光電編碼器、閱讀器、射頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)、誤差計(jì)算器相連；接受所述閱讀器和射頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)的起止控制，對(duì)光電編碼器的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)；并將獲得的光電編碼器脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)發(fā)送給誤差計(jì)算器；所述誤差計(jì)算器，與精確計(jì)數(shù)器和誤差修正單元相連，根據(jù)所述光電編碼器脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)計(jì)算誤差距離，并將誤差距離作為該被檢測(cè)射頻卡定位信息的誤差修正值發(fā)送給誤差修正單元；所述誤差修正單元，與誤差計(jì)算器和射頻數(shù)據(jù)庫(kù)相連，根據(jù)接收的誤差修正值對(duì)該被檢測(cè)射頻卡定位信息進(jìn)行修正。
5.如權(quán)利要求4所述的一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，其特征在于，在所述誤差修正系統(tǒng)中還設(shè)置有安裝位置修正值存儲(chǔ)單元和閱讀范圍修正值存儲(chǔ)單元；所述安裝位置修正值存儲(chǔ)單元，與誤差計(jì)算器相連，存儲(chǔ)安裝位置修正值；所述閱讀范圍修正值存儲(chǔ)單元，與誤差計(jì)算器相連，存儲(chǔ)閱讀范圍修正值。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻卡安裝在軌道旁側(cè)的固定物上；該列車定位系統(tǒng)中設(shè)有兩個(gè)閱讀器，分別安裝于有軌車的兩側(cè)，與射頻卡相對(duì)應(yīng)；該兩個(gè)閱讀器設(shè)置在有軌車的車廂內(nèi)側(cè)或外側(cè)；該兩個(gè)閱讀器均與處理計(jì)算機(jī)相連接。
7.如權(quán)利要求6所述的一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，其特征在于，所述閱讀器設(shè)置在有軌車的車廂內(nèi)，緊貼于有軌車車窗。
8.如權(quán)利要求1所述的一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻卡安裝在軌道底側(cè)；所述閱讀器對(duì)應(yīng)安裝在有軌車的底側(cè)；所述閱讀器與處理計(jì)算機(jī)相連接。
9.如權(quán)利要求1所述的一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，其特征在于，所述閱讀器與處理計(jì)算機(jī)之間通過RS-232、RS-485或以太網(wǎng)接口相連接。
10.如權(quán)利要求1、6、7或8所述的一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻卡與閱讀器的水平高度相同。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種基于射頻技術(shù)的高精度列車定位系統(tǒng)，包括若干射頻卡、至少一個(gè)閱讀器和處理計(jì)算機(jī)；射頻卡設(shè)置在軌道旁固定物上，用于響應(yīng)閱讀器發(fā)出的發(fā)射信號(hào)，返回反射信號(hào)；閱讀器，設(shè)置在有軌車上，用于處理射頻卡返回的反射信號(hào)，獲得該射頻卡的卡號(hào)；將所述射頻卡卡號(hào)發(fā)送給處理計(jì)算機(jī)；處理計(jì)算機(jī)調(diào)用射頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別與該射頻卡卡號(hào)相對(duì)應(yīng)的定位信息。該列車定位系統(tǒng)繼承了射頻技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，克服了現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，可以在苛刻的環(huán)境中精準(zhǔn)有效的工作。另外，本實(shí)用新型還設(shè)計(jì)了該定位系統(tǒng)的誤差修正方案，進(jìn)一步提高了該列車定位系統(tǒng)的檢測(cè)精確度，滿足當(dāng)前軌道交通發(fā)展對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)所提出的更高要求。
文檔編號(hào)G01S13/08GK202038325SQ20112003454
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月1日
發(fā)明者任盛偉, 夏博光, 楊愛紅, 楊超, 王登陽(yáng), 譚松, 魏世斌 申請(qǐng)人:中國(guó)鐵道科學(xué)研究院基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)研究所, 北京鐵科英邁技術(shù)有限公司