[發明專利]擴展測量裝置測量范圍的方法和測量裝置

無效

• 申請號: 200780003147.4
• 申請日: 2007-01-04
• 公開（公告）號: CN101375179A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: 阿克塞爾·保爾斯伯格;安德烈·普克特;安德烈亞斯·斯坦格羅弗
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G01S13/60
• 分類號: G01S13/60
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種用于在地面上根據多普勒效應來擴展具有天線的用來確定特別是有軌車輛的速度和/或路徑的測量裝置的測量范圍的方法，以及一種實施該方法的測量裝置。

以下的描述基本上涉及多普勒雷達傳感器在確定有軌車輛速度和/或路徑情況下的應用，并不是將本發明限制在該特別的應用上。本發明可以用于各種相對運動，例如在工業制造過程或各種車輛中。

背景技術

現代的列車自動控制系統要求精確地確定列車的路徑和/或速度。傳統的速度測量方法基于車輪脈沖發生器。它利用車輪的每次旋轉產生特定數量的脈沖。對這些脈沖的時間間隔的分析給出速度值。但是在啟動或剎車情況下的滑動、在剎車過程期間的卡住和由于磨損導致的車輪周長的改變會使測量的速度不精確。為了驗證測量值和為了提高安全性，通常對兩個盡可能不是啟動的和剎車的車輪的旋轉進行測量。越來越多地通過多普勒雷達傳感器來代替該兩個車輪脈沖發生器的一個。

通過由多普勒天線發射的信號在地下的擴散反射，小部分信號又到達多普勒天線。通過發送信號和反射的接收信號的頻率混合，在多普勒雷達傳感器相對地下移動時，在多普勒雷達傳感器中產生與列車的速度直接成比例的低頻多普勒信號。

但是至今還不可能完全棄用路徑脈沖發生器并由此避免上述的缺陷，因為在非常低速度的情況下對多普勒效應的分析受到限制。在此最小可測量的速度在可承受的閾值之上。路徑脈沖發生器至今還由于安全技術方面的原因而不可缺少。除了識別列車的非常低的速度或靜止狀態，路徑脈沖發生器也用于提示多普勒雷達傳感器的故障。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種這樣的擴展測量裝置的測量范圍的方法，使得不必使用附加的路徑脈沖發生器。此外本發明要解決的另一個技術問題是提出一種改進的實施該方法的測量裝置。

本發明的方法的技術問題是這樣解決的，即將天線置于振蕩運動中，并通過將測得的信號與振蕩信號相關聯來確定速度和/或路徑。因為可以在信號技術上安全地構建測量裝置，可以立即展示在測量路段中的每個故障，因此可以棄用附加的傳感器、特別是路徑脈沖發生器。因為不用考慮上述影響、特別是通過車輪的滑動的影響，所以可以提高路徑/速度確定的精度。以這種方式，最終提高了列車自動控制系統的效率。

通過天線的振蕩，就是在非常低的速度和靜止狀態下，也能產生可分析的總信號。為此僅需考慮，振蕩信號位于測量裝置的測量閾值之上。

根據權利要求2以優選的方式機械地、壓電地、磁電地或液壓地產生天線的振蕩運動。

根據權利要求3振蕩運動優選為平行于有軌車輛的運動方向的振動的形式。通過平行性獲得測量的信號與振蕩信號的簡化的關聯。

根據權利要求4可以由所測量的速度和振蕩速度的差值來確定速度。也可以根據路徑信息進行分析。在特別優選的實施方式中，天線的振蕩，即振動，在此在有軌車輛的運動方向上定向，由此可以將由測量裝置測量的速度和特定于系統的振蕩的速度作為簡單的標量來考慮。

預先給出特定于系統的振蕩的頻率和振幅，在此根據權利要求5在一個數量級中給出該值的固定設置或通過地面上的速度控制的設置，該數量級超過測量裝置的響應閾值。用這種方式保證了，就是在有軌車輛的靜止狀態下也能產生可分析的總信號。

根據權利要求6構造一種用于實施該方法的測量裝置，該裝置具有振蕩的天線和用于將測量的信號與振蕩信號相關聯的分析裝置。

附圖說明

以下借助附圖顯示的實施例詳細解釋本發明。

圖1示意性示出了根據本發明的、基于多普勒效應的用于擴展測量裝置的測量范圍的方法的工作方式。

具體實施方式

圖1中示出以速度V_fzg在地面G上運動的車輛F。在車輛F的底面安裝了與分析裝置A相連的多普勒天線D。多普勒天線D和分析裝置A是構造為多普勒雷達傳感器的測量裝置的最主要的組件。為了降低多普勒雷達傳感器的測量范圍閾值，從而即使在車輛F的速度非常低直至靜止狀態的情況下也能產生可測量的總信號V_mess，將多普勒天線D置于具有特定頻率和特定振幅的振蕩運動V_osc下。在分析裝置A中從測量的速度V_mess中減去振蕩速度V_osz并由此確定地面G上的車輛速度V_fzg。測量的速度V_mess由多普勒天線D發射的信號與由地面G反射的、由多普勒天線D接收的信號F_empf的相關k給出。在此也可以基于路徑信息進行分析。