CN110196065A - 一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法及系统，所述方法包括：获得磁悬浮列车的测量速度，获得磁悬浮列车的加速度，基于测量速度和加速度计算得到磁悬浮列车的实时速度，基于测量速度和加速度得到磁悬浮列车的实时里程。本发明通过综合获得的测量速度和列车的加速度对实时速度和实时里程进行计算，相对于现有技术，能够更加精准的测得列车实时运行的速度以及更加精准的对列车的位置信息进行标定。
Description
技术领域
本发明涉及磁悬浮列车技术领域，尤其涉及一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法及系统。
背景技术
运行速度和位置信息是列车牵引和制动系统的主要控制信息来源，也是在车站附近满足精确控车、列车自动驾驶系统的主要控制信号来源。
当前，中低速磁悬浮列车测速系统的原理是在车下安装多个涡流传感器，在列车运行过程中，通过传感器感应轨枕得到脉冲，进而根据脉冲的时间差及传感器的间距，计算出列车的运行速度、并经过累加得到运行里程。
现有的这种方式，存在以下问题：
1、相邻涡流传感器的间距和列车的加速度，决定了现有测速系统在低速运行工况下，速度离散、误差大，不能满足列车进站精准停车的需求。
2、由于传感器的本身特性，对周围的电磁敏感材料或强电、磁场要求较高，在方案实现过程中，在道岔区域有明显干扰。且传感器的安装精度对测速有很大影响，安装调试工作量大。
3、增加辅助测速设备加速度计在列车转弯轨道存在超高时，表现不良。对测速系统来说，此时轨道角度不明确，加速度计只能提供合加速度值，无法提供所需方向分加速度值，积分得到速度值与实际不符。
因此，如何更加精准的测得列车实时运行的速度以及更加精准的对列车的位置信息进行标定，是一项亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法，能够更加精准的测得列车实时运行的速度以及更加精准的对列车的位置信息进行标定。
本发明提供了一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法，包括：
获得磁悬浮列车的测量速度；
获得所述磁悬浮列车的加速度；
基于所述测量速度和所述加速度计算得到所述磁悬浮列车的实时速度；
基于所述测量速度和所述加速度得到所述磁悬浮列车的实时里程。
优选地，所述获得磁悬浮列车的测量速度，包括：
获取间隙传感器通过轨缝的脉冲，对所述脉冲进行滤波处理，得到过轨缝速度V1；
所述获得所述磁悬浮列车的加速度，包括：
通过惯性导航系统获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
相应的，基于所述测量速度和所述加速度计算得到所述磁悬浮列车的实时速度，包括：
将所述过轨缝速度V1和所述加速度a(t)合并计算，输出所述磁悬浮列车的实时速度V(t)；
相应的，基于所述测量速度和所述加速度得到所述磁悬浮列车的实时里程，包括：
获取所述间隙传感器通过轨缝的脉冲时，依次累加轨枕长度，得到轨排累加里程S1；
对所述加速度a(t)进行二次积分，得到累计计算里程S2；
合并所述里程S1和所述里程S2，输出所述磁悬浮列车的实时里程S。
优选地，所述获得磁悬浮列车的测量速度，包括：
获得无线定位系统在所述磁悬浮列车运行时输出的位置坐标脉冲，对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到计算速度V4；
所述获得所述磁悬浮列车的加速度，包括：
通过惯性导航系统获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
相应的，基于所述测量速度和所述加速度计算得到所述磁悬浮列车的实时速度，包括：
对所述加速度a(t)在上一周期校准输出实时速度的基础上进行积分计算，得到测算速度Vc；
将所述计算速度V4和所述测算速度Vc进行校准修正，输出所述磁悬浮列车的实时速度V(t)；
相应的，基于所述测量速度和所述加速度得到所述磁悬浮列车的实时里程，包括：
获得无线定位系统在所述磁悬浮列车运行时输出的位置坐标脉冲，对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到里程S3；
对所述加速度a(t)在上一周期校准输出实时里程的基础上进行二次积分，得到累计计算里程S2；
将所述里程S3和所述里程S2进行校准修正，输出所述磁悬浮列车的实时里程S。
优选地，所述获得磁悬浮列车的测量速度，包括：
在所述磁悬浮列车运行经过轨旁/地面标记时，获得所述磁悬浮列车的位置坐标脉冲，对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到计算速度V3；
所述获得所述磁悬浮列车的加速度，包括：
通过惯性导航系统获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
相应的，基于所述测量速度和所述加速度计算得到所述磁悬浮列车的实时速度，包括：
将所述计算速度V3和所述加速度a(t)合并计算，输出所述磁悬浮列车的实时速度V(t)；
相应的，基于所述测量速度和所述加速度得到所述磁悬浮列车的实时里程，包括：
在所述磁悬浮列车运行经过轨旁/地面标记时，获得所述磁悬浮列车的位置坐标脉冲，对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到里程S4；
对所述加速度a(t)进行二次积分，得到累计计算里程S2；
合并所述里程S4和所述里程S2，输出所述磁悬浮列车的实时里程S。
优选地，所述惯性导航系统可替换为：加速度计、陀螺仪及地磁计组合实现惯性导航系统的功能。
一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算系统，包括：
第一获得模块，用于获得磁悬浮列车的测量速度；
第二获得模块，用于获得所述磁悬浮列车的加速度；
第一计算模块，用于基于所述测量速度和所述加速度计算得到所述磁悬浮列车的实时速度；
第二计算模块，用于基于所述测量速度和所述加速度得到所述磁悬浮列车的实时里程。
优选地，所述第一获得模块包括：
间隙传感器，用于获取通过轨缝的脉冲；
滤波测算单元，用于对所述脉冲进行滤波处理，得到过轨缝速度V1；
所述第二获得模块包括：
惯性导航系统，用于获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
所述第一计算模块，具体用于将所述过轨缝速度V1和所述加速度a(t)合并计算，输出所述磁悬浮列车的实时速度V(t)；
所述第二计算模块包括：
第一获取单元，用于获取所述间隙传感器通过轨缝的脉冲时，依次累加轨枕长度，得到轨排累加里程S1；
积分计算单元，用于对所述加速度a(t)进行二次积分，得到累计计算里程S2；
合并计算单元，用于合并所述里程S1和所述里程S2，输出所述磁悬浮列车的实时里程S。
优选地，所述第一获得模块包括：
无线定位系统，用于获得在所述磁悬浮列车运行时输出的位置坐标脉冲；
滤波测算单元，对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到计算速度V4；
所述第二获得模块包括：
惯性导航系统，用于获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
所述第一计算模块包括：
积分计算单元，用于对所述加速度a(t)在上一周期校准输出实时速度的基础上进行积分计算，得到测算速度Vc；
第一校准单元，用于将所述计算速度V4和所述测算速度Vc进行校准修正，输出所述磁悬浮列车的实时速度V(t)；
所述第二计算模块包括：
所述滤波测算单元，用于对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到累计计算里程S3；
所述积分计算单元，还用于对加速度a(t)在上一周期校准输出实时里程的基础上进行二次积分，得到累计计算里程S2；
第二校准单元，用于将所述里程S3和所述里程S2进行校准修正，输出所述磁悬浮列车的实时里程S。
优选地，所述第一获得模块包括：
位置坐标获得单元，用于在所述磁悬浮列车运行经过轨旁/地面标记时，获得所述磁悬浮列车的位置坐标脉冲；
滤波测算单元，用于对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到计算速度V3；
所述第二获得模块包括：
惯性导航系统，用于获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
所述第一计算模块，具体用于将所述过轨旁/地面标记速度V3和所述加速度a(t)合并计算，输出所述磁悬浮列车的实时速度V(t)；
第二计算模块包括：
所述滤波测算单元，用于对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到里程S4；
所述积分计算单元，用于对所述加速度a(t)进行二次积分，得到累计计算里程S2；
合并计算单元，用于合并所述里程S4和所述里程S2，输出所述磁悬浮列车的实时里程S。
优选地，所述惯性导航系统可以替换为：加速度计、陀螺仪及地磁计组合实现惯性导航系统的功能。
综上所述，本发明公开了一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法，首先获得磁悬浮列车的测量速度，同时获得磁悬浮列车的加速度，然后基于测量速度和加速度计算得到磁悬浮列车的实时速度，基于测量速度和加速度得到磁悬浮列车的实时里程。本发明通过综合获得的测量速度和列车的加速度对实时速度和实时里程进行计算，相对于现有技术，能够更加精准的测得列车实时运行的速度以及更加精准的对列车的位置信息进行标定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法实施例1的方法流程图；
图2为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法实施例2的方法流程图；
图3为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法实施例3的方法流程图；
图4为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法实施例4的方法流程图；
图5为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算系统实施例1的结构示意图；
图6为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算系统实施例2的结构示意图；
图7为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算系统实施例3的结构示意图；
图8为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算系统实施例4的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法实施例1的方法流程图，所述方法可以包括以下步骤：
S101、获得磁悬浮列车的测量速度；
当需要对磁悬浮列车的实时速度和实时里程进行计算时，首先，在磁悬浮列车运行的过程中，对磁悬浮列车的速度进行测量，得到测量速度。
S102、获得磁悬浮列车的加速度；
同时，在磁悬浮列车运行的过程中，获取磁悬浮列车的加速度。
S103、基于测量速度和加速度计算得到磁悬浮列车的实时速度；
当获取到磁悬浮列车的测量速度以及磁悬浮列车的加速度后，进一步根据获得的磁悬浮列车的测量速度以及磁悬浮列车的加速度计算出磁悬浮列车的实时速度；
S104、基于测量速度和加速度得到磁悬浮列车的实时里程。
进一步，还可以根据获得的磁悬浮列车的测量速度以及磁悬浮列车的加速度计算出磁悬浮列车的实时里程。
综上所述，在上述实施例中，首先获得磁悬浮列车的测量速度，同时获得磁悬浮列车的加速度，然后基于测量速度和加速度计算得到磁悬浮列车的实时速度，基于测量速度和加速度得到磁悬浮列车的实时里程。本发明通过综合获得的测量速度和列车的加速度对实时速度和实时里程进行计算，相对于现有技术，能够更加精准的测得列车实时运行的速度以及更加精准的对列车的位置信息进行标定。
如图2所示，为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法实施例2的方法流程图，所述方法可以包括以下步骤：
S201、获取间隙传感器通过轨缝的脉冲，对所述脉冲进行滤波处理，得到过轨缝速度V1；
当需要对磁悬浮列车的实时速度和实时里程进行计算时，首先，在磁悬浮列车运行的过程中，通过间隙传感器获取到过轨缝的信息，然后由采样电路采集后，经过滤波处理，计算出过轨缝速度V1。
具体的，中低速磁悬浮列车轨排可以每隔3～12米预留伸缩轨缝约14～50mm，间隙传感器通过轨缝时会有脉冲变化，通过定距三个间隙传感器的脉冲变化特征，可以测算间隙传感器经过轨缝时的瞬时速度。该间隙传感器安装位置距轨面极近(例如，小于20mm)，便于通过控制传感器感应范围选型降低环境影响。同时可以将轨排长度信息读入堆栈，以累加方式计算和标记列车运行里程和位置。
S202、通过惯性导航系统获得磁悬浮列车的加速度a(t)；
同时，在磁悬浮列车运行的过程中，通过惯性导航系统获得磁悬浮列车的加速度a(t)。
具体的，惯性导航系统采样频率高，连续性好，可用于传感器不经过轨缝时的实时加速度和速度测算。惯性导航系统通常包含角速度计和陀螺仪，能够检测到列车运行过程中超高带来的列车角度变化，可用于得到所需分加速度和积分计算得到分速度。惯性导航系统受长时间积分累计误差大，可在经过轨缝时通过悬浮间隙传感器的瞬时速度予以校准。同时惯性导航系统可以通过二次积分得到瞬时里程信息。
S203、将过轨缝速度V1和加速度a(t)合并计算，输出磁悬浮列车的实时速度V(t)；
当获取到过轨缝速度V1和加速度a(t)后，根据公式计算得到实时速度V(t)。其中，t表示最近一次过轨缝到当前的时间差。
S204、获取间隙传感器通过轨缝的脉冲时，依次累加轨枕长度，得到轨排累加里程S1；
S205、对加速度a(t)进行二次积分，得到累计计算里程S2；
当获取到加速度a(t)后，根据公式得到累计计算里程S2。
S206、合并里程S1和里程S2，输出磁悬浮列车的实时里程S。
最后，将里程S1和里程S2进行合并计算，输出磁悬浮列车的实时里程S。
如图3所示，为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法实施例3的方法流程图，所述方法可以包括以下步骤：
S301、获得无线定位系统在磁悬浮列车运行时输出的位置坐标脉冲，对位置坐标脉冲进行滤波处理，得到计算速度V4；
当需要对磁悬浮列车的实时速度和实时里程进行计算时，首先，在磁悬浮列车运行的过程中，通过无线定位系统输出位置坐标，由采样电路采集后，经过滤波处理，计算得到计算速度V4。
S302、通过惯性导航系统获得磁悬浮列车的加速度a(t)；
同时，在磁悬浮列车运行的过程中，通过惯性导航系统获得磁悬浮列车的加速度a(t)。
具体的，惯性导航系统采样频率高，连续性好，可用于传感器在没有获得无线定位系统输出时的实时加速度和速度测算。惯性导航系统通常包含角速度计和陀螺仪，能够检测到列车运行过程中超高带来的列车角度变化，可用于得到所需分加速度和积分计算得到分速度。惯性导航系统受长时间积分累计误差大，可与无线定位系统的瞬时速度予以周期校准。同时惯性导航系统可以通过二次积分得到瞬时里程信息。
S303、对加速度a(t)在上一周期校准输出实时速度的基础上进行积分计算，得到测算速度Vc；
惯性导航系统获得磁悬浮列车的加速度a(t)后，根据公式对加速度a(t)进行积分计算，得到测算速度Vc。
S304、将计算速度V4和测算速度Vc进行校准修正，输出磁悬浮列车的实时速度V(t)；
然后对计算速度V4和测算速度Vc进行校准修正，输出磁悬浮列车的实时速度V(t)。
S305、获得无线定位系统在磁悬浮列车运行时输出的位置坐标脉冲，对位置坐标脉冲进行滤波处理，得到里程S3；
在磁悬浮列车运行过程中，无线定位系统输出的坐标位置，经采样滤波后，得到里程S3。
S306、对加速度a(t)在上一周期校准输出的实时里程基础上进行二次积分，得到累计计算里程S2；
惯性导航系统获得磁悬浮列车的加速度a(t)，通过公式进行二次积分后，得到累计计算里程S2。
S307、将里程S3和里程S2进行校准修正，输出磁悬浮列车的实时里程S。
最后，对里程S3和里程S2进行校准修正，输出磁悬浮列车的实时里程S。
如图4所示，为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法实施例4的方法流程图，所述方法可以包括以下步骤：
S401、在磁悬浮列车运行经过轨旁/地面标记时，获得磁悬浮列车的位置坐标脉冲，对位置坐标脉冲进行滤波处理，得到计算速度V3；
当需要对磁悬浮列车的实时速度和实时里程进行计算时，首先，在磁悬浮列车运行的过程中，经过轨旁/地面标记时，得到位置坐标，经过滤波和采样计算出计算速度V3。
S402、通过惯性导航系统获得磁悬浮列车的加速度a(t)；
同时，在磁悬浮列车运行的过程中，通过惯性导航系统获得磁悬浮列车的加速度a(t)。
具体的，惯性导航系统采样频率高，连续性好，可用于传感器不经过轨旁/地面标记时的实时加速度和速度测算。惯性导航系统通常包含角速度计和陀螺仪，能够检测到列车运行过程中超高带来的列车角度变化，可用于得到所需分加速度和积分计算得到分速度。惯性导航系统受长时间积分累计误差大，可在经过轨旁/地面标记时所获得的瞬时速度予以校准。同时惯性导航系统可以通过二次积分得到瞬时里程信息。
S403、将过轨旁/地面标记的速度V3和加速度a(t)合并计算，输出磁悬浮列车的实时速度V(t)；
当获取到过轨旁/地面标记的速度V3和加速度a(t)后，根据公式计算得到测算速度V(t)。其中，t表示最近一次通过轨旁/地面标记到当前的时间差。
S404、在磁悬浮列车运行经过轨排/地面标记时，获得磁悬浮列车的位置坐标脉冲，对位置坐标脉冲进行滤波处理，得到里程S4；
在磁悬浮列车运行过程中，轨旁/地面标记给出坐标位置，经过采样滤波测算后，得到里程S4；
S405、对加速度a(t)进行二次积分，得到累计计算里程S2；
惯性导航系统测得加速度a(t)后，根据公式进行二次积分，得到累计计算里程S2。
S406、合并里程S4和里程S2，输出磁悬浮列车的实时里程S。
最后，对里程S4和里程S2进行合并计算，输出磁悬浮列车的实时里程S。
如图5所示，为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算系统实施例1的结构示意图，所述系统可以包括：
第一获得模块501，用于获得磁悬浮列车的测量速度；
当需要对磁悬浮列车的实时速度和实时里程进行计算时，首先，在磁悬浮列车运行的过程中，对磁悬浮列车的速度进行测量，得到测量速度。
第二获得模块502，用于获得磁悬浮列车的加速度；
同时，在磁悬浮列车运行的过程中，获取磁悬浮列车的加速度。
第一计算模块503，用于基于测量速度和所述加速度计算得到磁悬浮列车的实时速度；
当获取到磁悬浮列车的测量速度以及磁悬浮列车的加速度后，进一步根据获得的磁悬浮列车的测量速度以及磁悬浮列车的加速度计算出磁悬浮列车的实时速度；
第二计算模块504，用于基于测量速度和加速度得到磁悬浮列车的实时里程。
进一步，还可以根据获得的磁悬浮列车的测量速度以及磁悬浮列车的加速度计算出磁悬浮列车的实时里程。
综上所述，在上述实施例中，首先获得磁悬浮列车的测量速度，同时获得磁悬浮列车的加速度，然后基于测量速度和加速度计算得到磁悬浮列车的实时速度，基于测量速度和加速度得到磁悬浮列车的实时里程。本发明通过综合获得的测量速度和列车的加速度对实时速度和实时里程进行计算，相对于现有技术，能够更加精准的测得列车实时运行的速度以及更加精准的对列车的位置信息进行标定。
如图6所示，为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算系统实施例2的结构示意图，所述系统可以包括：
间隙传感器601，用于获取通过轨缝的脉冲；
滤波测算单元602，用于对脉冲进行滤波处理，得到过轨缝速度V1；
当需要对磁悬浮列车的实时速度和实时里程进行计算时，首先，在磁悬浮列车运行的过程中，通过间隙传感器获取到过轨缝的信息，然后由采样电路采集后，经过滤波处理，计算出过轨缝速度V1。
具体的，中低速磁悬浮列车轨排可以每隔3～12米预留伸缩轨缝约14～50mm，间隙传感器通过轨缝时会有脉冲变化，通过定距三个间隙传感器的脉冲变化特征，可以测算间隙传感器经过轨缝时的瞬时速度。该间隙传感器安装位置距轨面极近(例如，小于20mm)，便于通过控制传感器感应范围选型降低环境影响。同时可以将轨排长度信息读入堆栈，以累加方式计算和标记列车运行里程和位置。
惯性导航系统603，用于获得磁悬浮列车的加速度a(t)；
同时，在磁悬浮列车运行的过程中，通过惯性导航系统获得磁悬浮列车的加速度a(t)。
具体的，惯性导航系统采样频率高，连续性好，可用于传感器不经过轨缝时的实时加速度和速度测算。惯性导航系统通常包含角速度计和陀螺仪，能够检测到列车运行过程中超高带来的列车角度变化，可用于得到所需分加速度和积分计算得到分速度。惯性导航系统受长时间积分累计误差大，可在经过轨缝时通过悬浮间隙传感器的瞬时速度予以校准。同时惯性导航系统可以通过二次积分得到瞬时里程信息。
第一计算模块604，用于将过轨缝速度V1和加速度a(t)合并计算，输出磁悬浮列车的实时速度V(t)；
当获取到过轨缝速度V1和加速度a(t)后，根据公式计算得到实时速度V(t)。其中，t表示最近一次过轨缝到当前的时间差。
第一获取单元605，用于获取间隙传感器通过轨缝的脉冲时，依次累加轨枕长度，得到轨排累加里程S1；
积分计算单元606，用于对加速度a(t)进行二次积分，得到累计计算里程S2；
当获取到加速度a(t)后，根据公式得到累计计算里程S2。
合并计算单元607，用于合并里程S1和里程S2，输出磁悬浮列车的实时里程S。
最后，将里程S1和里程S2进行合并计算，输出磁悬浮列车的实时里程S。
如图7所示，为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算系统实施例3的结构示意图，所述系统可以包括：
无线定位系统701，用于获得在磁悬浮列车运行时输出的位置坐标脉冲；
滤波测算单元702，对位置坐标脉冲进行滤波处理，得到计算速度V4；
当需要对磁悬浮列车的实时速度和实时里程进行计算时，首先，在磁悬浮列车运行的过程中，通过无线定位系统输出位置坐标，由采样电路采集后，经过滤波处理，计算得到计算速度V4。
惯性导航系统703，用于获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
同时，在磁悬浮列车运行的过程中，通过惯性导航系统获得磁悬浮列车的加速度a(t)。
具体的，惯性导航系统采样频率高，连续性好，可用于在没有获得无线定位系统输出时实时加速度和速度测算。惯性导航系统通常包含角速度计和陀螺仪，能够检测到列车运行过程中超高带来的列车角度变化，可用于得到所需分加速度和积分计算得到分速度。惯性导航系统受长时间积分累计误差大，可与无线定位系统的瞬时速度予以周期校准。同时惯性导航系统可以通过二次积分得到瞬时里程信息。
积分计算单元704，用于对加速度a(t)在上一周期校准输出的实时速度基础上进行积分计算，得到测算速度Vc；
惯性导航系统获得磁悬浮列车的加速度a(t)后，根据公式对加速度a(t)进行积分计算，得到测算速度Vc。
第一校准单元705，用于将计算速度V4和测算速度Vc进行校准修正，输出磁悬浮列车的实时速度V(t)；
然后对计算速度V4和测算速度Vc进行校准修正，输出磁悬浮列车的实时速度V(t)。
滤波测算单元702，还用于对位置坐标脉冲进行滤波处理，得到里程S3；
在磁悬浮列车运行过程中，无线定位系统输出的坐标位置，经采样滤波后，得到里程S3。
积分计算单元704，还用于对加速度a(t)在上一周期校准输出实时里程的基础上进行二次积分，得到累计计算里程S2；
惯性导航系统获得磁悬浮列车的加速度a(t)根据公式进行二次积分后，得到累计计算里程S2。
第二校准单元706，用于将里程S3和里程S2进行校准修正，输出磁悬浮列车的实时里程S。
最后，对里程S3和里程S2进行校准修正，输出磁悬浮列车的实时里程S。
如图8所示，为本发明公开的一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算系统实施例4的结构示意图，所述系统可以包括：
位置坐标获得单元801，用于在磁悬浮列车运行经过轨旁/地面标记时，获得磁悬浮列车的位置坐标脉冲；
滤波测算单元802，用于对位置坐标脉冲进行滤波处理，得到计算速度V3；
当需要对磁悬浮列车的实时速度和实时里程进行计算时，首先，在磁悬浮列车运行的过程中，经过轨旁/地面标记时，得到位置坐标，经过滤波和采样计算出计算速度V3。
惯性导航系统803，用于获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
同时，在磁悬浮列车运行的过程中，通过惯性导航系统获得磁悬浮列车的加速度a(t)。
具体的，惯性导航系统采样频率高，连续性好，可用于传感器不经过轨旁/地面标记时的实时加速度和速度测算。惯性导航系统通常包含角速度计和陀螺仪，能够检测到列车运行过程中超高带来的列车角度变化，可用于得到所需分加速度和积分计算得到分速度。惯性导航系统受长时间积分累计误差大，可在经过轨旁/地面时的瞬时速度予以校准。同时惯性导航系统可以通过二次积分得到瞬时里程信息。
第一计算模块804，具体用于将过轨旁/地面标记的速度V3和加速度a(t)合并计算，输出磁悬浮列车的实时速度V(t)；
当获取到过轨旁/地面标记的速度V3和加速度a(t)后，根据公式计算得到测算速度V(t)。其中，t表示最近一次通过轨旁/地面标记到当前的时间差。
滤波测算单元802，还用于对位置坐标脉冲进行滤波处理，得到里程S4；
在磁悬浮列车运行过程中，轨旁/地面标记给出坐标位置，经过采样滤波测算后，得到里程S4；
积分计算单元805，用于对加速度a(t)进行二次积分，得到累计计算里程S2；
惯性导航系统测得加速度a(t)后，根据公式进行二次积分，得到累计计算里程S2。
合并计算单元806，用于合并里程S4和里程S2，输出磁悬浮列车的实时里程S。
最后，对里程S4和里程S2进行合并计算，输出磁悬浮列车的实时里程S。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法，其特征在于，包括：
获得磁悬浮列车的测量速度；
获得所述磁悬浮列车的加速度；
基于所述测量速度和所述加速度计算得到所述磁悬浮列车的实时速度；
基于所述测量速度和所述加速度得到所述磁悬浮列车的实时里程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得磁悬浮列车的测量速度，包括：
获取间隙传感器通过轨缝的脉冲，对所述脉冲进行滤波处理，得到过轨缝速度V1；
所述获得所述磁悬浮列车的加速度，包括：
通过惯性导航系统获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
相应的，基于所述测量速度和所述加速度计算得到所述磁悬浮列车的实时速度，包括：
将所述过轨缝速度V1和所述加速度a(t)合并计算，输出所述磁悬浮列车的实时速度V(t)；
相应的，基于所述测量速度和所述加速度得到所述磁悬浮列车的实时里程，包括：
获取所述间隙传感器通过轨缝的脉冲时，依次累加轨枕长度，得到轨排累加里程S1；
对所述加速度a(t)进行二次积分，得到累计计算里程S2；
合并所述里程S1和所述里程S2，输出所述磁悬浮列车的实时里程S。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得磁悬浮列车的测量速度，包括：
获得无线定位系统在所述磁悬浮列车运行时输出的位置坐标脉冲，对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到计算速度V4；
所述获得所述磁悬浮列车的加速度，包括：
通过惯性导航系统获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
相应的，基于所述测量速度和所述加速度计算得到所述磁悬浮列车的实时速度，包括：
对所述加速度a(t)在上一周期校准输出的实时速度基础上进行积分计算，得到测算速度Vc；
将所述计算速度V4和所述测算速度Vc进行校准修正，输出所述磁悬浮列车的实时速度V(t)；
相应的，基于所述测量速度和所述加速度得到所述磁悬浮列车的实时里程，包括：
获得无线定位系统在所述磁悬浮列车运行时输出的位置坐标脉冲，对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到里程S3；
对所述加速度a(t)在上一周期校准输出的实时里程基础上进行二次积分，得到累计计算里程S2；
将所述里程S3和所述里程S2进行校准修正，输出所述磁悬浮列车的实时里程S。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得磁悬浮列车的测量速度，包括：
在所述磁悬浮列车运行经过轨旁/地面标记时，获得所述磁悬浮列车的位置坐标脉冲，对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到计算速度V3；
所述获得所述磁悬浮列车的加速度，包括：
通过惯性导航系统获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
相应的，基于所述测量速度和所述加速度计算得到所述磁悬浮列车的实时速度，包括：
将所述计算速度V3和所述加速度a(t)合并计算，输出所述磁悬浮列车的实时速度V(t)；
相应的，基于所述测量速度和所述加速度得到所述磁悬浮列车的实时里程，包括：
在所述磁悬浮列车运行经过轨排/地面标记时，获得所述磁悬浮列车的位置坐标脉冲，对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到里程S4；
对所述加速度a(t)进行二次积分，得到累计计算里程S2；
合并所述里程S4和所述里程S2，输出所述磁悬浮列车的实时里程S。
5.根据权利2-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述惯性导航系统可替换为：加速度计、陀螺仪及地磁计组合实现惯性导航系统的功能。
6.一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算系统，其特征在于，包括：
第一获得模块，用于获得磁悬浮列车的测量速度；
第二获得模块，用于获得所述磁悬浮列车的加速度；
第一计算模块，用于基于所述测量速度和所述加速度计算得到所述磁悬浮列车的实时速度；
第二计算模块，用于基于所述测量速度和所述加速度得到所述磁悬浮列车的实时里程。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一获得模块包括：
间隙传感器，用于获取通过轨缝的脉冲；
滤波测算单元，用于对所述脉冲进行滤波处理，得到过轨缝速度V1；
所述第二获得模块包括：
惯性导航系统，用于获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
所述第一计算模块，具体用于将所述过轨缝速度V1和所述加速度a(t)合并计算，输出所述磁悬浮列车的实时速度V(t)；
所述第二计算模块包括：
第一获取单元，用于获取所述间隙传感器通过轨缝的脉冲时，依次累加轨枕长度，得到轨排累加里程S1；
积分计算单元，用于对所述加速度a(t)进行二次积分，得到累计计算里程S2；
合并计算单元，用于合并所述里程S1和所述里程S2，输出所述磁悬浮列车的实时里程S。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一获得模块包括：
无线定位系统，用于获得在所述磁悬浮列车运行时输出的位置坐标脉冲；
滤波测算单元，对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到计算速度V4；
所述第二获得模块包括：
惯性导航系统，用于获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
所述第一计算模块包括：
积分计算单元，用于对所述加速度a(t)在上一周期校准输出的实时速度基础上进行积分计算，得到测算速度Vc；
第一校准单元，用于将所述计算速度V4和所述测算速度Vc进行校准修正，输出所述磁悬浮列车的实时速度V(t)；
所述第二计算模块包括：
所述滤波测算单元，用于对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到累计计算里程S3；
所述积分计算单元，还用于对加速度a(t)在上一周期校准输出的实时里程基础上进行二次积分，得到累计计算里程S2；
第二校准单元，用于将所述里程S3和所述里程S2进行校准修正，输出所述磁悬浮列车的实时里程S。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一获得模块包括：
位置坐标获得单元，用于在所述磁悬浮列车运行经过轨旁/地面标记时，获得所述磁悬浮列车的位置坐标脉冲；
滤波测算单元，用于对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到计算速度V3；
所述第二获得模块包括：
惯性导航系统，用于获得所述磁悬浮列车的加速度a(t)；
所述第一计算模块，具体用于将所述过轨排/地面标记时的计算速度V3和所述加速度a(t)合并计算，输出所述磁悬浮列车的实时速度V(t)；
第二计算模块包括：
所述滤波测算单元，用于对所述位置坐标脉冲进行滤波处理，得到里程S4；
所述积分计算单元，用于对所述加速度a(t)进行二次积分，得到累计计算里程S2；
合并计算单元，用于合并所述里程S4和所述里程S2，输出所述磁悬浮列车的实时里程S。
10.根据权利要求7-9中任意一项所述的系统，其特征在于，所述惯性导航系统可替换为：加速度计、陀螺仪及地磁计组合实现惯性导航系统的功能。
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|---|---|---|---|
| CN201910484009.7A CN110196065A (zh) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | 一种磁悬浮列车的速度测算和里程计算方法及系统 |
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