CN110696878B - 磁码信息识别系统和方法应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电磁感应识别技术领域，公开了一种磁码信息识别系统和方法应用，该系统包括车载识别器和磁极编码牌，车载识别器采用预设磁片极性的车载识别码，磁极编码牌利用磁极特性将所需信息隐藏于磁极编码矩阵序列中，通过车载识别器与磁极编码牌的相互作用对磁极编码牌的磁极编码矩阵序列进行读取和识别。磁极编码牌利用磁极进行信息编码存储，依次沿轨道铺设，由运行车辆携带车载磁码识别器进行沿途扫描识别读取位置、路况等信息，具备便捷、高效和经济价值高等优势。在应用领域方面，该方法可以用于中低速磁悬浮列车的车辆定位测速、路况信息获取等功能，也适用于常规轨道交通系统中绝对位置/速度的实时监测。

Description

磁码信息识别系统和方法应用

技术领域

本发明涉及电磁感应、信号识别与处理技术领域，具体地涉及一种磁码信息识别系统和方法应用。

背景技术

国内中低速磁悬浮技术的日益成熟，推动了其商业化步伐的加快，现已实现商业化的中低磁悬浮运输线有长沙磁浮专线、北京磁浮S1线。据悉，2019年8月21日北京磁浮S1线单日客运量达4.12万人次，再创客运量新高，比历史最高值增加0.10万人次，增幅2.40％，这也意味着磁悬浮列车在服务社会人群的同时，也逐步让群众接受和认可这一新式的轨道交通体系。在此背景下，也为本发明提出的一种新型磁码信息识别系统及方法提供了应用的可能和市场需求。

无源定位技术，又称为绝对定位技术，在现有市场中具有一定的发展和应用，如绝对定位传感器、货运列车、矿山自动货运车等。在测速定位功能上，为车辆运行提供了较为精准的速度和位置信息，也是现有轨道交通列车的一项关键技术，为列车实现驱动控制、节能运行、精准停靠等功能提供了重要技术依据。

现有的测速定位技术方法存在很多种手段，其中，在磁悬浮运输线中较为广泛应用的莫过于交叉感应回线测速定位技术。但是现有磁悬浮技术的悬浮和导向属于一种电磁强磁环境，因而对交叉感应回线的精度必然存在一定的磁场干扰。而从列车安全的角度考虑，轨道运输线依然存在绝对定位技术引入的必要性，既作为列车测速定位的冗余设置，配合现有交叉感应回线构成两级安全保障设备；又可以单独为列车提供精准的测速定位。而本发明也为所述的绝对定位技术提供了一种较为精准的定位识别方法，进一步推动绝对定位技术向其它领域的推广与应用。

磁悬浮列车的运行精度要求控制在毫米量级，因而对列车测速定位具有较高的精度要求，既要实现毫米级别的精准要求，又要避免对列车电磁悬浮的磁场影响，同时运行成本不能过高。

综合上述，信息识别精度高，且具备抗干扰能力强、适应能力强、低成本寿命长等特点的磁码定位技术具有极其重要的意义。

发明内容

本发明为利用磁码特性实现的一类绝对定位技术，磁码信息标识可以包含磁码的一维、二维、三维，例如三维磁码标识策略就是将磁极“N”，“S”，“无磁性”分别代表数值“1”，“2”，“0”，其绝对位置的信息与对应数值序列构成映射关系，而后由磁极特性实现硬件结构的一类三维磁码标识技术。

有鉴于此，本发明提出了一种磁码信息识别系统、方法以及应用，提高了磁码识别的精度，将磁极定位技术进一步推广到轨道交通领域，特别是磁悬浮列车的应用，该磁码信息识别系统和识别方法具有识别精度高，且具备抗干扰能力强、适应能力强、低成本寿命长的特点。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种磁码信息识别系统，该识别系统包括：

车载识别器，所述车载识别器采用预设磁片极性的车载识别码；

磁极编码牌，所述磁极编码牌利用磁极特性将所需信息隐藏于磁极编码矩阵序列中；

通过所述车载识别器与磁极编码牌的相互作用对磁极编码牌的磁极编码矩阵序列进行读取和识别。

优选地，所述识别系统预设磁码行/列分隔识别设备，该磁码行/列分隔识别设备包括设置于所述磁极编码牌两侧的磁码行/列分隔符和设置于所述车载识别器上的行/列数据捕获模块，该行/列数据捕获模块设置有传感器数据监测前端设备。

优选地，所述磁码行/列分隔符由红外设备预设，所述磁极编码牌的磁码行/列分隔符采用黑色填涂成矩形条设置于所述磁极编码牌的两侧；或者，

所述磁码行/列分隔符由磁性设备预设，所述磁极编码牌的磁码行/列分隔符采用永磁矩形条设置于所述磁极编码牌的两侧。

优选地，所述车载识别器的车载识别码为永磁识别码或者电磁绕组线圈中的任意一种。

优选地，所述车载识别器的车载识别码的磁片尺寸小于所述磁极编码牌的磁极编码矩阵序列的磁片尺寸。

优选地，所述车载识别器预设带有车载磁码识别传感器的磁极数据捕捉模块，该车载磁码识别传感器的类型与相应的所述车载识别码的类型相匹配。

优选地，所述车载识别码和车载磁码识别传感器均安设于非磁性材料固定板上。

优选地，所述车载识别器的底面板磨砂处理以便于所述车载识别器的安装；并且/或者，所述车载识别器在表面铺设透明塑胶保护层，所述磁码行/列分隔识别设备安装于该保护层之内；并且/或者，所述车载识别器的底座安装有用于固定安装所述车载识别器的不锈钢固定板。

本发明第二方面提供一种利用上述磁码信息识别系统进行磁码信息识别的方法，该识别方法包括以下步骤：

S1)由车载识别器对磁极编码牌上的磁极编码矩阵序列信息进行识别与读取；

S2)对磁极编码牌上预设的磁码行/列分隔符进行识别。

优选地，所述步骤S1)包括：

S101)车载磁码识别传感器实时检测接收由车载识别码与磁极编码牌的磁极编码矩阵序列之间因磁场特性而产生的相关磁力/电能的样本数据；

S102)车载信息识别系统的车载信息数据处理单元对相应的数据进行处理；

S103)识别出相应磁码的极性，还原当前识别磁码的编辑序列；

S104)按照预先设定的磁码编辑方法获取当前磁极编码牌隐藏的相应信息。

优选地，所述步骤S2)包括：

S201)所述磁极编码牌的磁码行/列分隔符由红外设备预设；

S202)由红外设备相对应的所述车载识别器相应的红外传感器数据监测前端设备对所述磁码行/列分隔符进行识别处理；

或者，

S203)所述磁极编码牌的磁码行/列分隔符由磁性设备预设；

S204)由磁性设备相对应的所述车载识别器相应的磁力传感器数据监测前端设备对所述磁码行/列分隔符进行识别处理。

优选地，在所述步骤S202)和步骤S204)中，识别所述磁码行/列分隔符时进行计数操作，所述计数周期与所述红外传感器数据监测前端设备检测周期或磁力传感器数据监测前端设备的检测周期同步或者呈整数倍设置。

优选地，在所述步骤S1)和步骤S2)中：

对磁极数据捕获模块和行/列数据捕获模块采集到的实时数据进行信号放大处理；并且/或者，对所有数据进行阈值减法处理；

所述阈值减法处理包括：结合磁极感应数据的正负性，其采样数据信号阈值将有正负之分，通过正负阈值的作用，将所有数据分为三个区分带，大于正阈值的数据正值信号区，处于正负阈值之间的数据默认为零信号区，小于负阈值的数据负值信号区。

本发明第三方面提供一种上述磁码信息识别方法在中低速磁悬浮列车、轨道运输线和常规轨道交通系统的绝对位置/速度的实时监测和定位中的应用。

通过上述技术方案，本发明的磁码信息识别装置充分利用磁性材料的磁场作用力效应/电磁感应原理进行识别磁码牌上的磁极，依次还原磁码编辑序列，进而获取原有存储信息，从而实现为列车的运行控制提供较为精准的位置、路况等信息。

本套识别方法的硬件结构主要分为车载磁码识别器和磁极编码牌，其中磁极编码牌利用磁极进行信息编码存储，并依次沿轨道铺设，由运行车辆携带车载磁码识别器进行沿途扫描设别和读取位置、路况等信息，具备便捷、高效和经济价值高等优势。在应用领域方面，该方法可以用于中低速磁悬浮列车的车辆定位测速、路况信息获取等功能，也适用于常规轨道交通系统，如管/洞道运输设备的绝对位置/速度的实时监测等。

本发明提供的磁码识别装置和方法可以实现毫米级别的精准要求，且安装位置便捷可有效避免列车电磁悬浮的磁场影响。本方法配合磁码定位技术的应用也可有效降低轨道交通系统的运行成本。

本发明提出的新型磁码识别方法不仅可以推动磁码定位技术的应用，也可进一步提高信息识别精度，且具备抗干扰能力强、适应能力强、低成本寿命长的特点。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明的一种实施方式的磁码识别装置的基本视图；

在图1中(a)为本发明的一种实施方式的车载识别器的磁极编码牌基本视图；

在图1中(b)为本发明的一种实施方式的车载识别器的俯视图；

在图1中(c)为本发明的一种实施方式的车载识别器的侧视图；

图2为根据本发明的一种实施方式的磁码识别方法的工作流程图；

图3为根据本发明的一种实施方式的磁码识别装置的结构示意图；

图4为根据本发明的一种实施方式的磁码识别装置工作截面示意图。

附图标记说明

101 磁极编码牌 102 车载识别器

1 磁极编码牌底板 2 磁极编码矩阵序列

3 磁码行/列分隔符 4 磁码行/列数据捕获模块

5 车载识别器底板 6 传感器数据监测前端设备

7 车载识别码 8 车载磁码识别传感器

9 车载磁码识别传感器接口 10 车载磁码识别传感器数据线

11 保护层 12 不锈钢固定板

13 安装孔

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

参阅图1-图4，本发明提供了一种信息识别精度、具备抗干扰能力强、适应能力强、低成本寿命长的磁码信息识别系统，包括车载识别器102和磁极编码牌101，所述磁极编码牌101利用磁极特性将所需信息隐藏于磁极编码矩阵序列2中存储，磁极编码牌101的磁极信息等均固定于沿轨道铺设的磁极编码牌底板1，由运行车辆携带车载识别器102对磁极编码牌101进行沿途扫描设别和读取位置、路况等信息，具备便捷、高效和经济价值高等优势，可以运用于中低速磁悬浮列车的车辆定位测速、路况信息获取等，也适用于常规轨道交通系统，如管/洞道运输设备的绝对位置/速度的实时监测。

本发明中，运用车载识别器102上预设的车载检测端利用磁场特性对轨道沿线的磁极编码牌101进行识别和信息还原。其中，所述的车载识别器102的预设磁极为已知，而磁极编码牌101的磁码属于待识别的磁极编码矩阵序列2，磁极编码牌101按照预设顺序进行轨道沿线的铺设，且每一个磁极编码牌101对应一个轨道定点位置。因此，由车载识别器102对轨道沿线的磁极编码牌101依次进行识别，即可获取相应的位置等信息。

进一步地，所述识别系统预设磁码行/列分隔识别设备，该磁码行/列分隔识别设备包括设置于所述磁极编码牌101两侧的磁码行/列分隔符3和设置于所述车载识别器102上的磁码行/列数据捕获模块4，该磁码行/列数据捕获模块4上设置有传感器数据监测前端设备6，所述传感器数据监测前端设备6前端设有感应探头。

根据本发明的一种优选的实施方式，磁码行/列分隔符3可由红外设备预设，也可以由磁性设备预设，亦不仅限于以上两种方法。该磁码行/列分隔设备配合磁码信息识别序列协同使用，对磁极编码牌101的磁极编码矩阵序列2的信息进行及时的分行/分列处理，提高了磁极信息的读取准确率。

具体地，磁码行/列分隔符3由红外设备预设时，磁极编码牌101的磁码行/列分隔符3采用黑色填涂成矩形条设置于所述磁极编码牌101的两侧。

磁码行/列分隔符3由磁性设备预设时，磁极编码牌101的磁码行/列分隔符3采用永磁矩形条设置于所述磁极编码牌101两侧。

进一步地，所述车载识别器102的车载识别码7为永磁识别码或者电磁绕组线圈，所述车载识别器102预设带有车载磁码识别传感器8的磁极数据捕捉模块，该车载磁码识别传感器8的类型与相应的所述车载识别码7的类型相匹配。

具体地，当所述车载识别码7为永磁识别码时，所述车载识别器102的车载磁码识别传感器8为磁力传感器，该磁力传感器将相应的磁力数据传输到车载信息识别系统，根据磁力之间的数据特性识别所述磁极编码牌101上预设的磁极编码矩阵序列2，再按照预定的磁极编码矩阵序列2的排列规则还原已知信息。

具体地，当所述车载识别码7为电磁绕组线圈时，所述车载识别器102的车载磁码识别传感器8为电流/电压传感器，该电流/电压传感器将相应的感应电能信息传输到车载信息识别系统，根据车载识别器102上的电磁绕组线圈感应的感应电能识别磁极编码牌101上预设的磁极编码矩阵序列2，然后按照预定的磁极编码矩阵序列2的排列规则还原已知信息。所述车载磁码识别传感器8设有车载磁码识别传感器接口9，所述车载磁码识别传感器接口9连接车载磁码识别传感器数据线10。

为了避免相邻磁码之间的相互干扰，车载识别器102的车载识别码7的磁片尺寸小于磁极编码牌101的磁极编码矩阵序列2的磁片尺寸。

优选地，车载识别码7和车载磁码识别传感器8均安设于非磁性材料固定板上，所述非磁性材料固定板的材料优选为环氧树脂。

优选地，所述车载识别器底板5的底面磨砂处理以便于车载识别器102的安装，所述车载识别器102在表面铺设非磁性材料的保护层11，所述磁码行/列分隔识别设备安装于该非磁性材料的保护层11之内，所述非磁性保护层11的材料为透明的塑胶材料。车载识别器102的底座安装有用于固定安装车载识别器102的不锈钢固定板12，便于车载识别器的稳定安装和维护。车载识别器底板5上开设有用于整体车载检测器的安装孔13，由不锈钢螺栓固定于车辆预设检测位置。

本发明另一方面提供一种利用上述磁码信息识别系统进行磁码信息识别的方法，该识别方法包括以下步骤：

S1)由车载识别器102对磁极编码牌101上的磁极编码矩阵序列2的信息进行识别与读取；

S2)对磁极编码牌101上预设的磁码行/列分隔符3进行识别处理。

在本发明的上述两个步骤中的识别、读取和处理，步骤S1)是所述磁码信息识别方法的基本目标，而步骤S2)的识别与读取是保障步骤S1)能够准确识别和读取的关键。

具体地，所述步骤S1)包括：

S101)车载磁码识别传感器8实时检测接收由车载识别码7与磁极编码牌101的磁极编码矩阵序列2之间因磁场特性而产生的相关磁力/电能的样本数据；

S102)车载信息识别系统的车载信息数据处理单元对相应的数据进行处理；

S103)识别出相应磁极编码矩阵序列2的磁码极性，还原当前识别磁码的编辑序列；

S104)按照预先设定的磁极编码矩阵序列2编辑方法获取当前磁极编码牌101隐藏的相应信息。

根据所述识别方法的磁场特性，利用磁场之间的特性“同性相斥，异性相吸”，则有车载识别器102上的车载磁码识别传感器8为磁力传感器，磁力传感器将相应的磁力数据传输到车载信息识别系统，根据磁力之间的数据特性识别磁极编码牌101上预设的磁极编码矩阵序列2，而后按照预定磁码排列规则还原已知信息。

根据所述识别方法的磁场特性，利用磁场之间的特性“电磁感应定律”，则有车载识别器102上的车载磁码识别传感器8为电流/电压传感器，电流/电压传感器将相应的感应电流信息传输到车载信息识别系统，根据车载识别器102上的电磁绕组感应的感应电流识别磁极编码牌101上预设的磁极编码矩阵序列2，而后按照预定磁码排列规则还原已知信息。

所述待识别的隐藏信息可以是已知定点的路况等信息，而相应信息由预设磁极编码矩阵序列2存储。所述磁码信息识别方法的最终目的就是由车载识别器102对定点的磁极编码牌101上的信息进行识别和读取，为列车运行提供高效、准确的路段信息以及推算列车运行速度信息等。在磁码序列和磁码行/列分隔识别的两阶层识别中亦可采用多种手段进行识别，不限于上述识别方法。

具体地，在步骤S2)中，所述磁极编码牌101的磁码行/列分隔符3由红外设备预设时，由红外设备相对应的所述车载识别器102相应的红外传感器数据监测前端设备对所述磁码行/列分隔符3进行识别处理。

所述磁极编码牌(101)的磁码行/列分隔符由磁性设备预设时，由磁性设备相对应的所述车载识别器102相应的磁力传感器数据监测前端设备对所述磁码行/列分隔符3进行识别处理。

进一步地，在识别所述磁码行/列分隔符3时进行计数操作，所述计数周期与所述红外传感器数据监测前端设备检测周期或磁力传感器数据监测前端设备的检测周期同步或者呈整数倍设置。

进一步地，对步骤S1)和步骤S2)中采集到的实时数据经过信号放大模块进行信号放大处理，放大后信号对所有数据进行阈值减法处理；

所述阈值减法处理包括：结合磁极感应数据的正负性，其采样数据信号阈值将有正负之分，通过正负阈值的作用，将所有数据分为三个区分带，大于正阈值的数据正值信号区，处于正负阈值之间的数据默认为零信号区，小于负阈值的数据负值信号区。特别的，阈值的设定将直接影响本发明的识别方法的准确性，应根据实际工作环境进行合理化预设。

参阅图2所示，本发明的识别方法在中低速磁悬浮列车和轨道运输交通系统的绝对位置/速度的实时监测和定位中的应用，其工作流程如下：

根据磁场特性的信息识别原理，车载识别器102依次经过沿路铺设的磁极编码牌101，通过车载识别器102相关的传感器与磁码识别手段，进而获取相应的位置等信息。通过车载信息识别系统实时接收传感器检测到的车载检测端与轨道沿线的磁极编码牌101的磁码编码矩阵序列2信息数据，由车载信息识别系统对相应数据进行整合和筛选、识别。而传感器的具体工作原理是：车载检测端的磁片对应的磁极编码牌101的磁码的极性为已知，通过车载磁码识别传感器8实时监测轨道沿线的磁极编码牌101的磁码与车载检测端的磁片之间的磁力变化。同时，车载磁码识别传感器8的弱信号通过信号放大器模块对实时数据进行放大处理，随后将检测数据输送到车载信息识别系统中的数据存储库，为下一步数据筛选和识别做基本的数据收集。

与此同时，就是车载识别器102对磁极编码牌101的磁码行/列分隔符3的识别，对上述数据进行分行/列处理。具体地，通过传感器数据监测前端设备4实时监测轨道沿线的磁极编码牌101两侧的磁码行/列分隔符3的条目，并进行累加操作，将检测的时间周期放入到信号放大模块中，对数据信号进行放大处理，以备后续的数据处理和识别。

根据所述的磁场识别原理，在传感器的数据采集中均应是“两边小，中间大“的正弦曲线特性。车载信息识别系统依据磁场效应的曲线特性，同时结合行/列分隔周期的数据，将每一行/列的每一个相应磁码的感应信息数据进行矩阵组存储，而后结合数据阈值处理，进行数据的符号判断，如正负性判断，以及数据曲线趋势判断，如正弦特性等。

由上述操作便可得到一组带有磁码行/列分隔符3的磁极编码牌101的各行/列磁码的感应数据曲线，即磁极编码牌101的每行/列的感应信号周期均由磁码行/列分隔符3的监测数据分隔开，也就意味着磁极编码牌101的每行/列的感应信号依次分隔离散为独立数据矩阵，且独立矩阵具备先后顺序性。其中，独立矩阵的顺序性由列车行进方向(检测探头的检测的先后顺序)确定独立矩阵的先后顺序性。

具体地，在磁码行/列分隔识别设备的信号辅助下，将每行/列的磁码感应数据进行分行/列处理，同时考虑实际相邻磁场的干扰以及信号放大模块的作用，在车载信息识别方法中应采取保守取样手段，即在车载信息识别器的始端数据进行减法操作，简单讲就是对所有数据统一进行阈值的减法处理，结合磁极感应数据的正负性，其采样数据信号阈值将由正负之分。届时，通过正负阈值的作用，将车载信息识别器的所有数据分为了三个区分带，即大于正阈值的数据正值信号区，正负阈值之间的数据默认为零信号区，小于负阈值的数据负值信号区。特别的，阈值的设定将直接影响该套识别方法的准确性，将根据实际列车运行环境进行预设。

车载信号识别系统进一步将判断相应的磁力感应数据矩阵的归属信号区间即可。若磁力感应数据矩阵归属到负信号区间，则判断为斥力，进一步可断定磁极编码牌101上对应的磁码磁极与车载检测端的车载识别器102的磁片极性相同；若磁力感应数据矩阵归属到正信号区间，则判断为吸力，进一步可断定磁极编码牌101上对应的磁码磁极与车载检测端的车载识别器102的磁片极性相反；若磁力感应数据矩阵归属到零信号区间，则视为无作用力，进一步可断定磁极编码牌101此处为空，即无磁性。

由上述数据处理将磁极编码牌101的磁码磁性按照感应数据矩阵的顺序性依次还原当前识别的磁码编辑序列。而后按照预先设定的磁码编辑方法获取当前磁极编码牌101的相应信息，包括路况信息、列车位置信息等，为列车提供较为精准的行车信息。

根据实际需求本发明的应用工作原理和传感器等硬件实现有所不同，这也构成了本发明具备适应能力强的一大特点。在本发明中涉及不同的工作原理和应用方法将在以下的实施例中具体阐释。

实施例1

针对所述的磁码标识策略，采用矩阵序列组合信息编码方式的一类被动式信息读取手段的识别方法，例如：磁极“N”，“S”，“无磁性”分别代表数值“1”，“2”，“0”，而轨道沿线的绝对位置001、011、111、……，分别表示列车行进的第一个绝对位置，第三个绝对位置，第7个绝对位置、……，而由磁极特性实现硬件结构上的定位依据。诸如此类的磁极编码方式的绝对位置的定位均适用于本方法的识别。

本实施例中的磁码信息识别系统中，车载识别器102上的车载识别码7为永磁识别码，车载磁码识别传感器8为磁力传感器；磁极编码牌101的磁码行/列分隔符3由红外设备预设，传感器数据监测前端设备6为红外传感器。

本发明的具体实施方法如下：

通过车载识别器102装载在运行列车上，由车辆的运行带动车载识别器102依次扫描沿路铺设的磁极编码牌101，利用车载识别器102上相关的传感器与磁码识别手段，识别和读取磁极编码牌上的位置、路况等信息，进而为运行列车提供较为精准的位置和速度信息等。

磁极编码牌101磁极识别过程：车载检测端的永磁识别码7对应的磁极编码牌101的磁极编码矩阵序列2的极性为已知，车载磁码识别传感器8为磁力传感器，通过磁力传感器实时监测轨道沿线的磁极编码牌101的磁极编码矩阵序列2与车载检测端的永磁识别码之间的磁力变化。在此，主要利用永磁材料之间的静磁场的相互作用力，即“同性相斥，异性相吸”的原理。

将上述中的磁力变化采样数据由车载磁码识别传感器8的弱信号通过信号放大模块对实时数据进行放大处理；随后将检测数据输送到车载信息识别系统中的数据存储库，为下一步数据筛选和识别做基本的数据收集。

与此同时，车载识别器102对磁极编码牌101的磁码行/列分隔符3的识别，对所述磁码行/列分隔符3的数据样本进行分行/列处理。具体而言：传感器数据监测前端设备6为红外传感器，红外传感器实时监测轨道沿线的磁极编码牌101两侧的磁码行/列分隔符3的黑色矩形条目，并进行累加操作，将检测的时间周期放入到信号放大模块中对数据信号进行放大处理，同样存储到车载信息识别系统中的数据存储库，以备后续的数据处理和识别。

根据所述的磁场识别原理，车载磁码识别传感器8采集到的数据属于一种是“两边小，中间大“的正弦曲线特性。结合上述感应磁力样本数据和行/列分隔的时间周期样本数据，进一步得到一组带有磁码行/列周期分隔符3的磁极编码牌101的各行/列磁码的感应数据曲线，即磁极编码牌101的每行/列的感应信号周期均由磁码行/列分隔符3的监测数据分隔开，也就意味着磁极编码牌101的磁极编码牌101每行/列的感应信号依次分隔离散为独立数据矩阵，并且随着列车行进方向(扫描的先后顺序)可使获得的独立矩阵具备先后顺序性。

在磁码行/列分隔识别设备的信号辅助下，将每行/列的磁码感应数据进行分行/列处理，同时考虑实际相邻磁场的干扰以及信号放大模块的作用，在车载信息识别方法中应采取保守取样手段，即在车载信息识别器的始端数据进行减法操作，简单讲就是对所有数据统一进行阈值的减法处理，结合磁极感应数据的正负性，其采样数据信号阈值将由正负之分。届时，通过正负阈值的作用，将车载信息识别器的所有数据分为了三个区分带，即大于正阈值的数据正值信号区，正负阈值之间的数据默认为零信号区，小于负阈值的数据负值信号区。特别的，阈值的设定将直接影响该套识别方法的准确性，将根据实际列车运行环境进行预设。

进一步判断相应的磁力感应数据矩阵的归属信号区间。若磁力感应数据矩阵归属到负信号区间，则判断为斥力，进一步可断定磁极编码牌101上对应的磁极编码矩阵序列2的磁极与车载识别器102的磁片极性相同；若磁力感应数据矩阵归属到正信号区间，则判断为吸力，进一步可断定磁极编码牌101上对应的磁极编码矩阵序列2的磁极与车载识别器102的磁片极性相反；若磁力感应数据矩阵归属到零信号区间，则视为无作用力，进一步可断定磁极编码牌101此处为空，即无磁性。

由上述数据处理办法将磁极编码牌101的磁极编码矩阵序列2的磁性按照感应数据矩阵的顺序性依次还原当前识别的磁码编辑序列。而后按照预先设定的磁码编辑方法获取当前磁极编码牌101的相应信息，包括路况信息、列车位置信息等，为列车提供较为精准的行车信息。

综合上述，本发明的实施例基本可分为：磁极数据监测、行/列分隔、信号放大处理、磁极识别判断、磁码序列还原和信息提取等六大部分展开，参阅图3。在技术手段中，磁极磁性的数据采集和行/列分隔为本发明的关键技术之一。另外，在数据处理中的阈值的获取依然是一个关键性的数据标准，关系到本发明的识别精准度。

实施例2

本发明依据磁码数据的采集原理不同而具备多种应用方案。在实施例2中，将具体阐释另外一种数据采集手段。但在实施例中可以理解为只是为了进一步说明本发明，并不能理解为对本发明内容的限定。

本实施例中列车搭载的车载识别器102的车载识别码7为电磁绕组线圈，车载磁码识别传感器8为电流/电压传感器；磁码行/列分隔符3采用永磁矩形条，传感器数据监测前端设备6为压力传感器，该车载识别器102依次通过轨道沿线的磁极编码牌101，逐一识别和读取相应的定位信息。而车载识别器102上的电磁绕组线圈对磁极编码牌101上的磁码信息的识别与读取。

参阅图2所示，磁极编码牌101上的磁极编码矩序列2的识别过程如下：

车载识别码7的电磁绕组线圈对应的磁极编码牌101的磁极编码矩阵序列2的极性为已知，车载磁码识别传感器8为电流/电压传感器，通过电流/电压传感器实时监测轨道沿线的磁极编码牌101的磁极编码矩阵序列2与车载检测端的电磁绕组线圈的感应电能的变化。在此，主要利用一定磁场下提供绕组线圈横向切割磁感线产生的感应电能，即“电磁感应”原理。

将上述的电能变化采样数据由电流/电压传感器的弱信号通过车载端的信号放大模块对实时数据进行放大处理；随后将检测数据输送到车载信息识别系统中的数据存储库，为下一步数据筛选和识别做基本的数据收集。

在磁极编码牌101的磁码行/列分隔符3的识别中，采用永磁材料对磁场作用力进行识别和分行/列处理，即磁码行/列分隔符3采用永磁矩形条设置于所述磁极编码牌101两侧。具体而言：磁极编码牌102的行/列分隔符由一块块小磁体镶嵌到磁极编码牌101的两侧，构成磁码分行/列识别符3，传感器数据监测前端设备6为压力传感器，压力传感器实时监测传感器数据监测前端设备6铁磁性探头的受力变化情况，两个受力跳变的监测点之间的时间间隔即可以视为磁极编码牌101上一个磁码行/列分隔符3的监测周期，并进行累加操作，将检测的时间周期放入到信号放大模块中，对数据信号进行放大处理，同样存储到车载信息识别系统中的数据存储库，以备后续的数据处理和识别。

在实施例2中主要针对磁极编码牌101和车载识别器102的磁极数据采集的不同进行的相应说明，而后的车载识别器102对磁极编码牌101的磁码获取的现场数据的后续处理办法与实施例1中的相对应的部分基本相同，可包括信号放大、磁极磁性的识别、磁极信息序列还原和对应绝对位置信息的提取。通过车载识别器102对轨道沿线的磁极编码牌101的依次扫描和识别，提取相关位置、路况等信息，持续为运行列车和车辆运行调度室提供较为精准的位置、路况等信息，也为列车节能安全运行的提供了基本保障。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (11)

1.一种磁码信息识别系统，该识别系统包括：

车载识别器(102)，所述车载识别器(102)采用预设磁片极性的车载识别码(7)；

磁极编码牌(101)，所述磁极编码牌(101)利用磁极特性将所需信息隐藏于磁极编码矩阵序列(2)中；

通过所述车载识别器(102)与磁极编码牌(101)的相互作用对磁极编码牌(101)的磁极编码矩阵序列进行读取和识别；

所述识别系统预设磁码行/列分隔识别设备，该磁码行/列分隔识别设备包括设置于所述磁极编码牌(101)两侧的磁码行/列分隔符(3)和设置于所述车载识别器(102)上的磁码行/列数据捕获模块(4)，该磁码行/列数据捕获模块(4)设置有传感器数据监测前端设备(6)。

2.根据权利要求1所述的识别系统，其特征在于，

所述磁码行/列分隔符(3)由红外设备预设，所述磁极编码牌(101)的磁码行/列分隔符(3)采用黑色填涂成矩形条设置于所述磁极编码牌(101)的两侧；或者，

所述磁码行/列分隔符(3)由磁性设备预设，所述磁极编码牌(101)的磁码行/列分隔符(3)采用永磁矩形条设置于所述磁极编码牌(101)两侧。

3.根据权利要求1所述的识别系统，其特征在于，

所述车载识别器(102)的车载识别码(7)的磁片尺寸小于所述磁极编码牌(101)的磁极编码矩阵序列(2)的磁片尺寸。

4.根据权利要求3所述的识别系统，其特征在于，所述车载识别器(102)预设带有车载磁码识别传感器(8)的磁极数据捕捉模块，该车载磁码识别传感器(8)的类型与相应的所述车载识别码(7)的类型相匹配；并且/或者，

所述车载识别码(7)和车载磁码识别传感器(8)均安设于非磁性材料固定板上。

5.根据权利要求1所述的识别系统，其特征在于，所述车载识别器(102)的底面板磨砂处理以便于所述车载识别器(102)的安装；并且/或者，

所述车载识别器(102)在表面铺设非磁性材料的保护层(11)，所述磁码行/列分隔识别设备安装于该非磁性材料的保护层(11)之内；并且/或者，

所述车载识别器(102)的底座安装有用于固定安装所述车载识别器(102)的不锈钢固定板(12)。

6.利用权利要求1-5中任意一项所述的磁码信息识别系统进行磁码信息识别的方法，该识别方法包括以下步骤：

S1)由车载识别器(102)对磁极编码牌(101)上的磁极编码矩阵序列(2)的信息进行识别与读取；

S2)对磁极编码牌(101)上预设的磁码行/列分隔符(3)进行识别处理。

7.根据权利要求6所述的识别方法，其特征在于，所述步骤S1)包括：

S101)车载磁码识别传感器(8)实时检测接收由车载识别码(7)与磁极编码牌(101)的磁极编码矩阵序列(2)之间因磁场特性而产生的相关磁力/电能的样本数据；

S102)车载信息识别系统的车载信息数据处理单元对相应的数据进行处理；

S103)识别出相应磁极编码矩阵序列(2)的磁码极性，还原当前识别磁码的编辑序列；

S104)按照预先设定的磁极编码矩阵序列(2)编辑方法获取当前磁极编码牌(101)隐藏的相应信息。

8.根据权利要求6所述的识别方法，其特征在于，所述步骤S2)包括：

S201)所述磁极编码牌(101)的磁码行/列分隔符(3)由红外设备预设；

S202)由红外设备相对应的所述车载识别器(102)相应的红外传感器数据监测前端设备对所述磁码行/列分隔符(3)进行识别处理；

或者，

S203)所述磁极编码牌(101)的磁码行/列分隔符由磁性设备预设；

S204)由磁性设备相对应的所述车载识别器(102)相应的磁力传感器数据监测前端设备对所述磁码行/列分隔符(3)进行识别处理。

9.根据权利要求8所述的识别方法，其特征在于，在所述步骤S202)和/或步骤S204)中，

识别所述磁码行/列分隔符(3)时进行计数操作，所述计数周期与所述红外传感器数据监测前端设备检测周期或磁力传感器数据监测前端设备的检测周期同步或者呈整数倍设置。

10.根据权利要求6所述的识别方法，其特征在于，在所述步骤S1)和步骤S2)中：

对采集到的实时数据经过信号放大模块进行信号放大处理；并且/或者，对所有数据进行阈值减法处理；

所述阈值减法处理包括：结合磁极感应数据的正负性，其采样数据信号阈值将有正负之分，通过正负阈值的作用，将所有数据分为三个区分带，大于正阈值的数据正值信号区，处于正负阈值之间的数据默认为零信号区，小于负阈值的数据负值信号区。

11.权利要求6所述的磁码信息识别方法在中低速磁悬浮列车和轨道运输交通系统的绝对位置/速度的实时监测和定位中的应用。

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