CN108974052B - 车辆定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种车辆定位系统及方法，其中，系统包括：设置在车辆上的激光发射模块、激光接收模块、信号处理模块以及设置在车辆所在轨道上的凹槽对，凹槽对包括两个宽度不同的凹槽；其中，激光接收模块在面对激光发射模块的第一面上设置有挡光板；当激光发射模块发射的激光照射到未设置凹槽对的第一轨道段上时，激光接收模块无法接收到漫反射的激光；当激光发射模块发射的激光照射到设置有凹槽对的第二轨道段上时，激光接收模块接收由第二轨道段上凹槽对漫反射的激光。通过该系统，能够降低外界环境对识别准确度的影响，提高定位精度，解决现有技术中定位精度低、易受外界磁场干扰的问题。

Description

车辆定位系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆工程领域，尤其涉及一种车辆定位系统及方法。

背景技术

车辆定位技术作为城市轨道交通系统的核心技术，关系到车辆行驶安全和控制车辆安全运营的各个环节。随着城市轨道交通的发展和普及，城市轨道交通系统中的车辆定位技术逐渐成为研究热点。

目前，在城市轨道交通系统中，较为常用的车辆定位技术是射频识别(RadioFrequency Identification，RFID)技术，利用轨道上安装的应答器和车辆上安装的应答器传输单元(Balise Transmission Module，BTM)对运行中的车辆进行定位。车辆通过时，轨道旁边的应答器通过电磁波向安装在车辆本体上的BTM发送数据，BTM根据获取的数据定位车辆的位置。

然而，基于RFID技术的车辆定位技术采用电磁波进行数据传输，通信速率低，延时大，且易受外界磁场的干扰。另外，应答器之间的距离较远，定位精度低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种车辆定位系统，以降低外界环境对识别准确度的影响，提高定位精度，解决现有技术中定位精度低、易受外界磁场干扰的问题。

本发明的第二个目的在于提出一种车辆定位方法。

本发明的第三个目的在于提出一种轨道交通系统。

本发明的第四个目的在于提出一种计算机程序产品。

本发明的第五个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种车辆定位系统，包括：

设置在车辆上的激光发射模块、激光接收模块、信号处理模块以及设置在车辆所在轨道上的凹槽对，所述凹槽对包括两个宽度不同的凹槽；

其中，所述激光接收模块在面对所述激光发射模块的第一面上设置有挡光板；当所述激光发射模块发射的激光照射到未设置凹槽对的第一轨道段上时，从所述第一轨道段上漫反射的激光被所述挡光板遮挡，所述激光接收模块无法接收到漫反射的激光；而当所述激光发射模块发射的激光照射到设置有所述凹槽对的第二轨道段上时，所述激光接收模块接收由所述第二轨道段上所述凹槽对漫反射的激光。

本发明实施例的车辆定位系统，通过在车辆上设置激光发射模块、激光接收模块、信号处理模块，在车辆所在轨道上设置包括两个宽度不同的凹槽的凹槽对，在激光接收模块面对激光发射模块的第一面上设置挡光板，以使激光发射模块发射的激光照射到未设置凹槽对的第一轨道段上时，从第一轨道段上漫反射的激光被挡光板遮挡，激光接收模块不会接收到漫反射的激光，当激光发射模块发射的激光照射到设置有凹槽对的第二轨道段上时，激光接收模块能够接收到凹槽对漫反射的激光，从而保证激光接收模块间断性地接收反射的激光，达到根据轨道上设置的凹槽对进行车辆定位的目的，降低外界环境对识别准确度的影响，提高定位精度。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种车辆定位方法，包括：

激光发射模块向轨道方向发射激光；

激光接收模块接收所述轨道中设置有凹槽对的第二轨道段漫反射的激光，并将接收到的激光转换成脉冲信号输入到信号处理模块中；其中，所述脉冲信号中包括高电平持续时间不同的两个子脉冲；所述两个子脉冲分别由所述凹槽对中两个凹槽所反射的激光转换得到的；

所述信号处理模块根据接收到的所述脉冲信号确定所述车辆所在的位置和行驶方向。

本发明实施例的车辆定位方法，通过激光发射模块向轨道方向发射激光，激光接收模块接收轨道中设置有凹槽对的第二轨道段漫反射的激光，并将接收到的激光转换成脉冲信号输入到信号处理模块中，信号处理模块根据接收到的脉冲信号确定车辆所在的位置和行驶方向。由此，能够达到根据轨道上设置的凹槽对进行车辆定位的目的，降低外界环境对识别准确度的影响，提高定位精度。

为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种轨道交通系统，包括：第一方面实施例所述的车辆定位系统。

为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机程序产品，当计算机程序产品中的指令由处理器执行时，执行如第二方面实施例所述的车辆定位方法。

为达上述实施例，本发明第五方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时能够实现第二方面实施例所述的车辆定位方法。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一实施例提出的车辆定位系统的结构示意图；

图2为轨道凹槽对的三视图；

图3为车辆定位系统中凹槽对漫反射的原理示意图；

图4为俯视角度下激光接收模块接收反射激光示意图；

图5为车辆定位系统的工作流程示意图；

图6为车辆定位系统实际应用示意图一；

图7为车辆定位系统实际应用示意图二；

图8为本发明一实施例提出的车辆定位方法的流程示意图；

图9为本发明另一实施例提出的车辆定位方法的流程示意图；

图10为本发明又一实施例提出的车辆定位方法的流程示意图；

图11为本发明一实施例提出的轨道交通系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的车辆定位系统及方法。

由于基于RFID技术的车辆定位技术采用电磁场进行通信，容易受到车辆牵引电机系统和车辆运行时外界带来的强电磁干扰。

针对上述问题，本发明实施例提出了一种车辆定位系统，以降低外界环境对识别准确度的影响，提高定位精度。

图1为本发明一实施例提出的车辆定位系统的结构示意图，其中，该车辆通常指轻轨、地铁等城市交通工具。

如图1所示，该车辆定位系统10包括：设置在车辆110上的激光发射模块111、激光接收模块112、信号处理模块113，以及设置在车辆所在轨道120上的凹槽对121。

其中，激光发射模块111和激光接收模块112安装在车辆的稳定轮或走行轮的轴心部位靠近轨道的方向。

凹槽对121设置在轨道梁面向激光发射模块111和激光接收模块112的第一侧面。凹槽对121包括两个宽度不同的凹槽，凹槽对121的位置可以在轨道设计建造时预先设置好，从而，每个凹槽对121所对应的里程数可知。凹槽对121中凹槽的母线与车辆110的行驶方向平行，即凹槽对121沿轨道设计。凹槽对121中每个凹槽的形状可以但不限于是三角形、梯形等，为了能够使激光可以照射到凹槽上，并且由凹槽向外漫反射激光，需要将凹槽对121中凹槽靠近地面的一边向外开口，即面向车辆上的车辆定位系统10，且靠近地面的一边与第一侧面存在交点的一端低于另一端。

作为一种示例，如图2所示，图2为轨道凹槽对的三视图。从图2中可以看出，凹槽的形状为三角形，在轨道的一侧，每隔相等距离设置一宽一窄两个凹槽构成凹槽对121，每个宽凹槽之间间距相等且槽宽相同，每个窄凹槽之间间距相等且槽宽相同。

激光发射模块111和激光接收模块112安装在车辆110的底部且能与凹槽对121形成光路。激光接收模块112在面对激光发射模块111的第一面上设置有挡光板114，挡光板114与第一连线之间存在交点，其中，第一连线为激光照射到第一轨道上的入射点与激光接收模块112上的光敏器件之间的连线。从而，当激光发射模块111发射的激光照射到未设置凹槽对121的第一轨道段上时，从第一轨道段上漫反射的激光被挡光板114遮挡，激光接收模块112无法接收到漫反射的激光；而当激光发射模块111发射的激光照射到设置有凹槽对121的第二轨道段上时，激光接收模块112接收由第二轨道段上凹槽对121漫反射的激光。

图3为车辆定位系统中凹槽对反射的原理示意图。假设在轨道的C点未设置凹槽对，此时，当激光发射模块111向C点发射激光时，激光到达C点后发生漫反射，反射的激光受到挡光板114的阻挡，无法到达激光接收模块112上的光敏器件，即激光接收模块112接收不到C点反射的激光。假设C点设置凹槽对，此时，由于C处设置了凹槽对，可以将激光的光路沿着图3中的虚线向内斜线延长到凹槽的D点上，使得激光在D点进行漫反射，由于激光向内斜线延长后，使得发生漫反射的点从C点移动到D点。当激光发射模块111向C点发射激光时，激光会延长到D点后发生漫反射，漫反射的激光被激光接收模块112上的光敏器件接收。

作为一种示例，如图4所示，图4为俯视角度下激光接收模块接收反射激光示意图。图4中，A点所在轨道为第一轨道，其上未设置凹槽对121，当激光发射模块111向A点发射激光时，激光到达A点后发生漫反射，反射的激光受到挡光板114的阻挡，无法到达激光接收模块112上的光敏器件，即激光接收模块112接收不到A点漫反射的激光。B点所在的轨道为第二轨道，其上设置有凹槽对121，当激光发射模块111向B点发射激光时，激光到达B点后发生漫反射，被激光接收模块112上的光敏器件接收，激光接收模块112接收到漫反射的激光。

图5为车辆定位系统的工作流程示意图。如图5所示，激光发射模块111向轨道上设置的凹槽对121发射激光。凹槽对121接收到的激光在凹槽对121处发生漫反射，反射的激光被激光接收模块112接收。激光接收模块112将接收到的激光转换为脉冲信号后发送给信号处理模块113，由信号处理模块113根据接收到的脉冲信号进行相关处理。

需要说明的是，信号处理模块113可以安装在车辆110的任意位置，图1仅以信号处理模块安装在激光接收模块112的旁边作为示例进行说明，而不能作为对本发明的限制。

可选地，在本发明实施例一种可能的实现方式中，可以在车辆110和轨道120上设置两套前述车辆定位系统，两套系统互为冗余，具体地，在车辆110的两侧分别设置有激光发射模块111、激光接收模块112以及信号处理模块113，并且在轨道120的两侧分别设置有凹槽对121，以保证在一套系统故障的情况下启用另一套系统，进一步保证车辆定位精度，保障车辆安全运营。

本实施例的车辆定位系统，通过在车辆上设置激光发射模块、激光接收模块、信号处理模块，在车辆所在轨道上设置包括两个宽度不同的凹槽的凹槽对，在激光接收模块面对激光发射模块的第一面上设置挡光板，以使激光发射模块发射的激光照射到未设置凹槽对的第一轨道段上时，从第一轨道段上漫反射的激光被挡光板遮挡，激光接收模块不会接收到漫反射的激光，当激光发射模块发射的激光照射到设置有凹槽对的第二轨道段上时，激光接收模块能够接收到凹槽对漫反射的激光，从而保证激光接收模块间断性地接收反射的激光，达到根据轨道上设置的凹槽对进行车辆定位的目的，降低外界环境对识别准确度的影响，提高定位精度。

上述车辆定位系统可以应用于城市轨道交通如跨坐式单轨列车的设计中，图6为车辆定位系统实际应用示意图一。如图6所示，车辆定位系统中的激光发射模块和激光接收模块可以安装在稳定轮或走行轮的轴心部位靠近轨道的方向。凹槽对设置在轨道梁面向激光发射模块和激光接收模块的侧面，凹槽形状设计为三角形。在雨天行驶时，车辆可能将雨水溅入凹槽中，当凹槽为三角形或者梯形时，该凹槽靠近地面的一边成向外开口，且开口方向朝向地面，也就是说，与轨道梁面向激光发射模块和激光接收模块的侧面存在交点的一端要低于另一端，从而能够使溅入的雨水或者灰尘流出，进而降低雨水、灰尘等堆积对识别准确率造成的影响。

由于实际应用中存在漏识别的可能，为了进一步提高识别准确率，可以在凹槽对中任意一个凹槽的发生漫反射的表面上设置凹槽对的识别码，其中，识别码中包含该凹槽对的位置信息。图7为车辆定位系统实际应用示意图二。如图7所示，凹槽形状为三角形，在凹槽斜面上设置有识别码。车辆经过时，接收模块接收到包含识别码信息的反射激光，将光信号转换为电信号后发送给信号处理模块，信号处理模块通过读取识别码中包含的信息，能够在根据凹槽对进行车辆定位有误的情况下，利用识别出的位置信息及时纠正定位数据，提高车辆定位系统的容错性和定位准确度。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种车辆定位方法，该方法可以应用于前述实施例所述的车辆定位系统中。图8为本发明一实施例提出的车辆定位方法的流程示意图。

如图8所示，该车辆定位方法可以包括以下步骤：

S11，激光发射模块向轨道方向发射激光。

车辆底部安装有激光发射模块，车辆行驶过程中，激光发射模块可以持续地或间歇性地向轨道方向发射激光。

S12，激光接收模块接收轨道中设置有凹槽对的第二轨道段漫反射的激光，并将接收到的激光转换成脉冲信号输入到信号处理模块中。

其中，脉冲信号中包括高电平持续时间不同的两个子脉冲，两个子脉冲分别由凹槽对中两个凹槽所反射的激光转换得到的。

由于轨道表面较为粗糙，即使肉眼看上去轨道表面是光滑的，但在放大镜下观察，其表面仍是凹凸不平的，因此，当激光发射模块发射的激光照射到轨道上时，激光会发生漫反射。

由前文所述可知，激光接收模块前设置有一个挡光板，使激光接收模块仅能接收到激光在轨道中设置有凹槽对的第二轨道段漫反射的激光，因此，可以根据激光接收模块所接收的反射的激光确定车辆经过的凹槽对。

本实施例中，激光接收模块接收到第二轨道段反射的激光后，可以将接收到的激光转换成脉冲信号，并将脉冲信号输入到信号处理模块中。

作为一种可能的实现方式，激光接收模块将接收的反射的激光转换成脉冲信号的方式可以为，当激光接收模块开始接收到反射的激光时，触发电压从低电平向高电平跳变，并在持续接收到反射的激光的过程中，将电压状态保持在高电平。由于第二轨道上的凹槽对包括一宽一窄两个凹槽，且两个凹槽之间存在一定的间距，从而，激光接收模块完整接收到一个凹槽对反射的激光之后，会形成高电平持续时间不同的两个子脉冲。激光接收模块将形成的两个子脉冲作为一个完整的脉冲信号输入至信号处理模块中。

S13，信号处理模块根据接收到的脉冲信号确定车辆所在的位置和行驶方向。

本实施例中，信号处理模块接收到激光接收模块输入的脉冲信号之后，可以根据脉冲信号确定车辆所在的位置。

由于车辆每经过一个凹槽对，信号处理模块都会接收到激光接收模块输入的脉冲信号，从而，信号处理模块可以根据接收到的脉冲信号的个数确定车辆行驶过程中经过的凹槽对数。又由于凹槽对的位置是在轨道设计制造时预先设置的，每个凹槽对所对应的里程数是已知的，从而，信号处理模块可以根据接收到的脉冲信号和每个凹槽对对应的里程数确定车辆所在的位置。

举例而言，假设以车辆始发点作为起点，轨道上的第11个凹槽对对应的里程数为330m，第12个凹槽对对应的里程数为360m，第13个凹槽对对应的里程数为390m。若信号处理模块当前接收到12个脉冲信号，则可以确定车辆已经过12个凹槽对，车辆当前所在的位置为距离始发点360m处。

由于脉冲信号中包含的两个子脉冲的高电平持续时间不同，且凹槽宽度越大，激光接收模块生成的子脉冲中高电平持续时间越长，因此，信号处理模块可以根据脉冲信号和凹槽对中一宽一窄两个凹槽的位置确定车辆的行驶方向。

本实施例的车辆定位方法，通过激光发射模块向轨道方向发射激光，激光接收模块接收轨道中设置有凹槽对的第二轨道段漫反射的激光，并将接收到的激光转换成脉冲信号输入到信号处理模块中，信号处理模块根据接收到的脉冲信号确定车辆所在的位置和行驶方向。由此，能够达到根据轨道上设置的凹槽对进行车辆定位的目的，降低外界环境对识别准确度的影响，提高定位精度。

为了更加清楚地说明信号处理模块根据接收到的脉冲信号确定车辆所在的位置和行驶方向的过程，本发明实施例提出了另一种车辆定位方法。图9为本发明另一实施例提出的车辆定位方法的流程示意图。

如图9所示，该车辆定位方法可以包括以下步骤：

S21，激光发射模块向轨道方向发射激光。

S22，激光接收模块接收轨道中设置有凹槽对的第二轨道段漫反射的激光，并将接收到的激光转换成脉冲信号输入到信号处理模块中。

其中，脉冲信号中包括高电平持续时间不同的两个子脉冲，两个子脉冲分别由凹槽对中两个凹槽所反射的激光转换得到的。

需要说明的是，本发明对步骤S21～S22的描述，可参照上述实施例中对步骤S11～S12的描述，其实现原理类似，此处不再赘述。

S23，信号处理模块每当接收到一个脉冲信号进行一次计数，以确定当前接收到的脉冲信号的计数值。

为了方便获得信号处理模块接收到的脉冲信号的个数，本实施例中，可以设置一个计数器，信号处理模块每接收到一个脉冲信号，计数器进行一次计数，以确定信号处理模块当前接收到的脉冲信号的计数值。

S24，信号处理模块根据当前接收到的脉冲信号的计数值，确定车辆已经过的凹槽对的数量。

由于激光接收模块每接收到凹槽对反射的激光，会形成一个脉冲信号，因此，脉冲信号的计数值即表示车辆已经过的凹槽对的数量。

本实施例中，信号处理模块获取计数器所统计的当前接收到的脉冲信号的计数值，根据该计数值可以确定车辆已经过的凹槽对的数量。

S25，信号处理模块根据数量和凹槽对之间的距离，计算车辆的里程数。

由于凹槽对的位置是在轨道设计制造时预先设置的，凹槽对之间的距离是已知的，则本实施例中，信号处理模块可以根据数量和凹槽对之间的距离计算获得车辆的里程数。

S26，信号处理模块根据里程数确定车辆所处的位置。

本实施例中，信号处理模块根据凹槽对的数量和凹槽对之间的距离计算获得车辆的里程数之后，即可进一步根据车辆的里程数确定车辆所在的位置。

举例而言，假设车辆所在的轨道上凹槽对之间的距离为50m，车辆从轨道起点出发，信号处理模块接收到的脉冲信号的计数值为10个，则可以确定车辆当前行驶的里程数为500m，进而可知车辆当前所处的位置为距离轨道起点500m处。

S27，信号处理模块根据设定的参考方向和两个子脉冲在脉冲信号中出现的先后顺序，识别车辆的行驶方向。

其中，参考方向可以根据凹槽对中一宽一窄两个凹槽的位置预先设定。

以图2所示的凹槽对为例，参考方向可以设定为车辆先经过宽凹槽时行驶方向为向右行驶，车辆先经过窄凹槽时行驶方向为向左行驶。

由于车辆经过不同宽度的凹槽时，车辆上的激光接收模块接收到反射的激光后形成的子脉冲的高电平持续时间不同，凹槽的宽度越宽，高电平的持续时间越长，因此，信号处理模块根据两个子脉冲在脉冲信号中出现的先后顺序，能够确定车辆经过凹槽对中两个凹槽的先后顺序。当脉冲信号中先出现高电平持续时间较长的子脉冲时，表面车辆先经过了较宽的凹槽；当脉冲信号中先出现高电平持续时间较短的子脉冲时，表面车辆先经过了较窄的凹槽。进而根据设定的参考方向，信号处理模块可以识别出车辆的行驶方向。

举例而言，假设车辆在凹槽对设置如图2所示的轨道上行驶，参考方向设定为车辆先经过宽凹槽时行驶方向为向右行驶，车辆先经过窄凹槽时行驶方向为向左行驶。若信号处理模块接收到的脉冲信号中，高电平持续时间较长的子脉冲先出现，高电平持续时间较短的子脉冲后出现，则信号处理模块可以确定车辆先经过的宽凹槽，后经过的窄凹槽。根据设定的参考方向，可以确定车辆的行驶方向为向右行驶。

本实施例的车辆定位方法，通过激光发射模块向轨道方向发射激光，激光接收模块接收轨道中设置有凹槽对的第二轨道段漫反射的激光，并将接收到的激光转换成脉冲信号输入到信号处理模块中，信号处理模块每当接收到一个脉冲信号进行一次计数，以确定当前接收到的脉冲信号的计数值，根据当前接收到的脉冲信号的计数值确定车辆已经过的凹槽对的数量，根据数量和凹槽对之间的距离计算车辆的里程数，根据里程数确定车辆所处的位置，信号处理模块根据设定的参考方向和两个子脉冲在脉冲信号中出现的先后顺序，识别车辆的行驶方向，能够达到根据轨道上设置的凹槽对进行车辆定位的目的，降低外界环境对识别准确度的影响，提高定位精度。

当车辆上的激光发射模块间歇性地向所在轨道发射激光时，难免出现漏识别的问题，导致定位准确度下降。因此，为了解决这一问题，本发明实施例提出了两种避免漏识别问题的可能实现方式。作为其中一种可能的实现方式，如图10所示，在如图9所示实施例的基础上，步骤S24之后，还可以包括以下步骤：

S31，信号处理模块获取上次接收到脉冲信号的第一时间。

由于轻轨、地铁等车辆上通常设置有时钟系统，因此，当本发明实施例的车辆定位系统应用于轻轨、地铁等的运营上时，车辆上的信号处理模块可以从时钟系统获取上次接收到脉冲信号的第一时间。

S32，信号处理模块预测从上一个凹槽对到当前凹槽对之间的运行时间。

具体地，信号处理模块预测从上一个凹槽对到当前凹槽对之间的运行时间可以包括：信号处理模块根据车辆的行驶信息预测车辆到达下一凹槽对的运行速度；信号处理模块根据运行速度和凹槽对之间的距离，计算运行时间。

为保证车辆安全运营，车辆的实际行驶速度受最大牵引加速度、最大制动减速度、最大速度、制动距离等因素的影响，从而，可以根据车辆的行驶信息和路况条件，采用相关技术计算获得车辆的速度曲线，进而基于速度曲线预测车辆到达下一凹槽对的运行速度。根据凹槽对之间的距离和运行速度，即可计算获得车辆从上一个凹槽对行驶至当前的凹槽对需要的运行时间。

S33，信号处理模块根据第一时间和运行时间，预测当前接收到脉冲信号的第二时间。

本实施例中，信号处理模块预测获得从上一个凹槽对到当前凹槽对之间的运行时间之后，根据获取的上次接收到脉冲信号的第一时间，对第一时间和运行时间进行求和运算，即可预测当前接收到脉冲信号的第二时间。

S34，信号处理模块根据实际当前接收到脉冲信号的第三时间和第二时间，确定是否存在对凹槽对的漏识别。

本实施例中，信号处理模块接收到当前的脉冲信号时，可以从车辆的时钟系统获取实际当前接收到脉冲信号的时间，记为第三时间。将第三时间和第二时间进行比较，可以确定是否存在对凹槽对的漏识别。

作为一种可能的实现方式，可以预先设定时间阈值，当第三时间与第二时间的差值大于时间阈值时，表明存在漏识别；当第三时间与第二时间的差值不大于时间阈值时，表明不存在漏识别。

当判定得知存在漏识别时，执行步骤S35；当判定不存在漏识别时，信号处理模块根据当前接收到的脉冲信号的计数值确定的车辆已经过的凹槽对的数量，即为车辆实际经过的凹槽对的个数，此时执行步骤S36。

S35，信号处理模块根据第三时间与第二时间之间的差值以及运行时间，确定被漏识别的凹槽对的个数。

当信号处理模块判断得知存在对凹槽对的漏识别时，将第三时间与第二时间之间的差值和运行时间进行求和计算，得到第四时间。再根据基于速度曲线获取的当前的运行速度，可以获得车辆在第四时间内运行的距离，进而将所得距离除以凹槽对之间的距离，即可确定被漏识别的凹槽对的个数。

漏识别的凹槽对的个数加上信号处理模块根据当前接收到的脉冲信号的计数值确定的车辆已经过的凹槽对的数量，即可获得车辆实际经过的凹槽对的个数。

S36，信号处理模块根据凹槽对的个数对里程数进行修正。

由于凹槽对的位置是在轨道设计制造时预先设置的，凹槽对之间的距离是已知的，因此，当存在漏识别时，根据凹槽对之间的距离和修正后的凹槽对的个数，可以对车辆的里程数进行修正。当不存在漏识别时，根据凹槽对之间的距离和信号处理模块根据当前接收到的脉冲信号的计数值确定的车辆已经过的凹槽对的数量，可以获得车辆的里程数。

本实施例的车辆定位方法，通过信号处理模块获取上次接收到脉冲信号的第一时间，预测从上一个凹槽对到当前凹槽对之间的运行时间，根据第一时间和运行时间预测当前接收到脉冲信号的第二时间，根据实际当前接收到脉冲信号的第三时间和第二时间，确定是否存在对凹槽对的漏识别，并在存在漏识别时，信号处理模块根据第三时间与第二时间的差值以及运行时间，确定被漏识别的凹槽对的个数，根据凹槽对的个数对里程数进行修正，能够解决凹槽对的漏识别问题，进一步提高车辆定位的准确度。

作为另一种可能的实现方式，为了更便捷快速地纠正漏识别问题，可以在凹槽对中任意一个凹槽的发生反射的表面上设置凹槽对的识别码，从而，激光接收模块接收的由凹槽对反射的激光中包括识别码，并将识别码对应激光转换成电信号发送给信号处理模块。信号处理模块根据接收到的电信号获取识别码，并根据识别码查询获取凹槽对的里程数。

作为一种示例，比如凹槽的形状设计为三角形，可以在轨道上每个凹槽对的任意一个三角形凹槽的斜面上设置识别码，且识别码具有唯一性。将凹槽对对应的里程数与凹槽对对应的识别码相关联，并预先存储在信号处理模块中。激光接收模块接收的由凹槽对反射的激光中包括识别码，并将识别码对应激光转换成电信号发送给信号处理模块。信号处理模块接收到电信号之后，能够从中获取识别码，通过查询预存的识别码与凹槽对的里程数的对应信息，能够获取凹槽对的里程数。

本实施例中，通过设置凹槽对对应的识别码，根据识别码查询获取凹槽对的里程数，能够在漏识别的情况下，及时纠正定位数据，提高车辆定位系统的容错性和定位准确度。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种轨道交通系统。

图11为本发明一实施例提出的轨道交通系统的结构示意图。如图11所示，该轨道交通系统110包括：如前述实施例所述的车辆定位系统10。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种计算机程序产品，当计算机程序产品中的指令由处理器执行时，执行如前述实施例所述的车辆定位方法。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时能够实现如前述实施例所述的车辆定位方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (16)

1.一种车辆定位系统，其特征在于，包括：

设置在车辆上的激光发射模块、激光接收模块、信号处理模块以及设置在车辆所在轨道上的凹槽对，所述凹槽对包括两个宽度不同的凹槽；

其中，所述激光接收模块在面对所述激光发射模块的第一面上设置有挡光板；当所述激光发射模块发射的激光照射到未设置凹槽对的第一轨道段上时，从所述第一轨道段上漫反射的激光被所述挡光板遮挡，所述激光接收模块无法接收到漫反射的激光；而当所述激光发射模块发射的激光照射到设置有所述凹槽对的第二轨道段上时，所述激光接收模块接收由所述第二轨道段上所述凹槽对漫反射的激光。

2.根据权利要求1所述的车辆定位系统，其特征在于，所述挡光板与第一连线之间存在交点，其中，所述第一连线为激光照射到所述第一轨道上的入射点与所述激光接收模块上的光敏器件之间的连线。

3.根据权利要求1或2所述的车辆定位系统，其特征在于，所述凹槽对中所述凹槽的母线与所述车辆的行驶方向平行，所述激光发射模块和所述激光接收模块安装在所述车辆的底部且能与所述凹槽对形成光路。

4.根据权利要求3所述的车辆定位系统，其特征在于，所述激光发射模块和所述激光接收模块安装在所述车辆的稳定轮或走行轮的轴心部位靠近轨道的方向；所述凹槽对设置在轨道梁面向所述激光发射模块和所述激光接收模块的第一侧面。

5.根据权利要求4所述的车辆定位系统，其特征在于，所述凹槽对中凹槽靠近地面的一边向外开口，且该边与所述第一侧面存在交点的一端低于另一端。

6.根据权利要求5所述的车辆定位系统，其特征在于，所述凹槽对中凹槽成三角形或者梯形。

7.根据权利要求1或2所述的车辆定位系统，其特征在于，在所述凹槽对中任意一个凹槽的发生漫反射的表面上设置所述凹槽对的识别码。

8.根据权利要求1或2所述的车辆定位系统，其特征在于，在所述车辆和所述轨道上设置两套所述车辆定位系统，互为冗余。

9.根据权利要求8所述的车辆定位系统，其特征在于，在所述车辆的两侧分别设置有所述激光发射模块、激光接收模块以及所述信号处理模块，在所述轨道的两侧分别设置有所述凹槽对。

10.一种车辆定位方法，其特征在于，用于如权利要求1-9任一项所述的车辆定位系统，所述方法包括：

激光发射模块向轨道方向发射激光；

激光接收模块接收所述轨道中设置有凹槽对的第二轨道段漫反射的激光，并将接收到的激光转换成脉冲信号输入到信号处理模块中；其中，所述脉冲信号中包括高电平持续时间不同的两个子脉冲；所述两个子脉冲分别由所述凹槽对中两个凹槽所反射的激光转换得到的；

所述信号处理模块根据接收到的所述脉冲信号确定所述车辆所在的位置，以及根据设定的参考方向和两个所述子脉冲在所述脉冲信号中出现的先后顺序，识别所述车辆的行驶方向。

11.根据权利要求10所述的车辆定位方法，其特征在于，还包括：

所述信号处理模块每当接收到一个所述脉冲信号进行一次计数，以确定当前接收到的所述脉冲信号的计数值；

所述信号处理模块根据接收到的所述脉冲信号确定车辆所在的位置和行驶方向，包括：

所述信号处理模块根据当前接收到的所述脉冲信号的计数值，确定所述车辆已经过的所述凹槽对的数量；

所述信号处理模块根据所述数量和所述凹槽对之间的距离，计算所述车辆的里程数；

所述信号处理模块根据所述里程数确定所述车辆所处的位置。

12.根据权利要求11所述的车辆定位方法，其特征在于，所述信号处理模块根据当前接收到的所述脉冲信号的计数值，确定所述车辆已经过的所述凹槽对的数量之后，还包括：

所述信号处理模块获取上次接收到所述脉冲信号的第一时间；

所述信号处理模块预测从上一个凹槽对到当前凹槽对之间的运行时间；

所述信号处理模块根据所述第一时间和所述运行时间，预测当前接收到所述脉冲信号的第二时间；

所述信号处理模块根据实际当前接收到所述脉冲信号的第三时间和所述第二时间，确定是否存在对所述凹槽对的漏识别；

所述信号处理模块在存在漏识别时，根据所述第三时间与所述第二时间之间的差值以及所述运行时间，确定被漏识别的所述凹槽对的个数；

所述信号处理模块根据所述凹槽对的个数对所述里程数进行修正。

13.根据权利要求12所述的车辆定位方法，其特征在于，所述信号处理模块预测从上一个凹槽对到当前凹槽对之间的运行时间，包括：

所述信号处理模块根据所述车辆的行驶信息，预测所述车辆到达下一凹槽对的运行速度；

所述信号处理模块根据所述运行速度和凹槽对之间的距离，计算所述运行时间。

14.根据权利要求10-13任一项所述的车辆定位方法，其特征在于，在所述凹槽对中任意一个凹槽的发生反射的表面上设置所述凹槽对的识别码，则所述激光接收模块接收的由所述凹槽对反射的激光中包括所述识别码，并将所述识别码对应激光转换成电信号发送给所述信号处理模块。

15.根据权利要求14所述的车辆定位方法，其特征在于，还包括：

所述信号处理模块根据所述电信号获取所述识别码；

所述信号处理模块根据所述识别码查询获取所述凹槽对的里程数。

16.一种轨道交通系统，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的车辆定位系统。

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