[發明專利]一種軌道交通車輛的定位系統

在審

• 申請號: 202011145003.6
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112327255A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 潘文波;胡云卿;鞠夕強;李源征宇;龍騰;侯志超;江良玉
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G01S13/50;G01S13/46
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 徐偉

本發明提供了一種軌道交通車輛的定位系統，包括：交叉極化陣列，安裝于所述軌道交通車輛的運行軌道旁的安全區域內，所述安全區域沿所述運行軌道鋪設；毫米波雷達，安裝于所述軌道交通車輛的前方，用于向所述交叉極化陣列發射第一方向電磁波并接收所述交叉極化陣列發射回的第二方向電磁波，所述第一方向電磁波和所述第二方向電磁波的極化方向垂直；以及處理器，所述處理器被配置成：對所述毫米波雷達接收到的第二方向電磁波進行數據處理以得到所述軌道交通車輛相對于所述交叉極化陣列的相對位置。

技術領域

本發明涉及車輛定位領域，尤其涉及一種軌道交通車輛的定位系統。

背景技術

實時、精確地確定列車在線路中的位置是保證安全、發揮效率和提供最佳服務的前提。在軌道交通行車安全和指揮系統中，列車定位是一項關鍵性的技術。準確、及時地獲取列車位置信息，是列車安全、有效運行的保障。

受限于GPS信號的局限性，傳統的GPS定位無法適用于隧道和車站等場景。應答器校準定位則設備繁多、維護成本高，且這種定點校準的方式缺少連續精準定位能力，不利于車輛在行駛過程中的精準控制。基于激光雷達SLAM技術的定位具備全局定位和高精度的優勢，但由于激光雷達昂貴且產品成熟度不高的問題而難以廣泛推廣。

雖然毫米波雷達具有精準的測距測速能力，但軌道交通環境的電磁散射特性相當復雜，用于定位的標識物很容易被周圍強散射物干擾，導致測距誤報等問題。

為了解決上述問題，獲得軌道交通車輛進站和特殊區域的高精度的連續定位結果，本發明提供了一種軌道交通車輛的定位系統，該定位系統采用車載毫米波雷達加交叉極化反射陣列組合的方式實現高精度定位。

發明內容

以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之序。

根據本發明的一方面，提供了一種軌道交通車輛的定位系統，包括：交叉極化陣列，安裝于所述軌道交通車輛的運行軌道旁的安全區域內，所述安全區域沿所述運行軌道鋪設；毫米波雷達，安裝于所述軌道交通車輛的前方，用于向所述交叉極化陣列發射第一方向電磁波并接收所述交叉極化陣列發射回的第二方向電磁波，所述第一方向電磁波和所述第二方向電磁波的極化方向垂直；以及處理器，所述處理器被配置成：對所述毫米波雷達接收到的第二方向電磁波進行數據處理以得到所述軌道交通車輛相對于所述交叉極化陣列的相對位置。

在一實施例中，所述處理器還被配置為：利用先期存儲的所述交叉極化陣列的絕對位置基于所述軌道交通車輛相對于所述交叉極化陣列的相對位置確定出所述軌道交通車輛的絕對位置。

在一實施例中，所述第一方向電磁波為水平極化電磁波，所述第二方向電磁波為垂直極化電磁波。

進一步地，所述處理器進一步被配置為：將接收到的垂直極化電磁波對應的交叉極化陣列的信息與先期存儲的交叉極化陣列的絕對位置進行比對以確定出發射所述垂直極化電磁波的交叉極化陣列的絕對位置；以及利用發射所述垂直極化電磁波的交叉極化陣列的絕對位置以及所述軌道交通車輛的與所述交叉極化陣列的相對位置確定出所述軌道交通車輛的絕對位置。

在一實施例中，所述第一方向電磁波為垂直極化電磁波，所述第二方向電磁波為水平極化電磁波。

進一步地，所述處理器進一步被配置為：將接收到的水平極化電磁波對應的交叉極化陣列的信息與先期存儲的交叉極化陣列的絕對位置進行對比以確定出發射所述水平極化電磁波的交叉極化陣列的絕對位置；以及利用發射所述水平極化電磁波的交叉極化陣列的絕對位置以及所述軌道交通車輛的與所述交叉極化陣列的相對位置確定出所述軌道交通車輛的絕對位置。

較優地，所述交叉極化陣列為基于平面Van Atta陣列反射器。