CN111332331B - 一种磁悬浮列车 - Google Patents

Abstract

本申请实施例中提供了一种磁悬浮列车，包括：时间获取装置，固定在所述列车底部以获取通过第一位移的时间；其中，所述第一位移是辨别件的单个第一辨别区沿轨道的长度，所述辨别件用于与轨道固定，所述辨别件的上侧沿所述轨道间隔排列有多个所述第一辨别区，所述第一辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距；处理单元，用于根据所述第一位移和通过所述第一位移的时间，计算第一速度。本申请实施例用以解决对行驶的磁悬浮列车的测速精确程度低的技术问题。

Description

一种磁悬浮列车

技术领域

本申请涉及电力机车技术领域，具体地，涉及一种磁悬浮列车。

背景技术

磁悬浮列车的传感器计数轨枕测速方法，根据无损检测原理，利用金属的涡流效应或不同的电磁特性，采用涡流式传感器或变磁阻式传感器检测轨道的周期性结构，从而实现里程和速度检测。传感器安装于列车车厢底部，传感器线圈通有一定频率的交变电流。当传感器经过金属轨枕时，由于涡流效应的影响，线圈的电感量、阻抗和品质因数等参数都将发生变化。检测出这些参数的变化即可实现轨枕计数。但是，传感器计数轨枕测速方法的测速精确程度受轨枕间距限制。在磁悬浮列车低速行驶的情况下，列车通过轨枕数目少，此时测得的平均速度与列车瞬时速度相差较大。

因此，如何对行驶的磁悬浮列车进行精确的测速，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

本申请实施例中提供了一种磁悬浮列车，以解决对行驶的磁悬浮列车的测速精确程度低的技术问题。

本申请实施例提供了一种磁悬浮列车，包括：

时间获取装置，固定在所述列车底部以获取通过第一位移的时间；其中，所述第一位移是辨别件的单个第一辨别区沿轨道的长度，所述辨别件用于与轨道固定，所述辨别件的上侧沿所述轨道间隔排列有多个所述第一辨别区，所述第一辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距；

处理单元，用于根据所述第一位移和通过所述第一位移的时间，计算第一速度。

本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：

辨别件在与轨道固定后，辨别件的上侧沿轨道间隔排列有多个第一辨别区，第一辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距，单个所述第一辨别区沿所述轨道的长度为第一位移；时间获取装置固定在列车的底部以获取通过第一位移的时间；处理单元根据第一位移和通过第一位移的时间，计算第一速度。与背景技术相比，由于第一辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距，本申请实施例的磁悬浮列车和与轨道固定的辨别件配合进行测速时，测速的精确程度不再受到轨枕之间的间距的限制，可以根据对测速精确程度的需要，设置第一辨别区沿所述轨道的长度，从而能够对行驶的磁悬浮列车进行精确的测速。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例的一种测速系统与轨道和磁悬浮列车固定的示意图；

图2为图1所示的测速系统的辨别件与轨道固定的示意图；

图3为图1所示的测速系统的时间获取装置的激光器，成像透镜和光电探测器的位置推导原理的示意图；

图4为图1所示的测速系统的原理示意图；

图5为图1所示的测速系统的测速过程的流程图；

图6为本申请另一实施例的测速系统的时间获取装置的激光器，成像透镜和光电探测器的位置示意图；

图7为安装有本申请实施例的测速系统的磁悬浮列车的示意图。

附图标记说明：

100 辨别件，

110 第一辨别区，

120 第二辨别区，

131 带孔薄条，

132 无孔薄条，

140 齿槽条，

200 时间获取装置，

210 激光器，

211 第一光斑，

212 第二光斑，

220 成像透镜，

230 光电探测器，

231 第一感光区，

232 第二感光区，

240 获取单元，

250 滤光片，

260 准直透镜，

300 处理单元。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1为本申请实施例的一种测速系统与轨道和磁悬浮列车固定的示意图；图2为图1所示的测速系统的辨别件与轨道固定的示意图。如图1和图2所示，本申请实施例的测速系统，用于测量磁悬浮列车的速度，包括：

辨别件100，用于与轨道固定，所述辨别件的上侧沿所述轨道间隔排列有多个第一辨别区110，所述第一辨别区110沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距；其中，单个所述第一辨别区沿所述轨道的长度为第一位移；

时间获取装置200，用于固定在所述列车底部以获取通过所述第一位移的时间；

处理单元300，用于根据所述第一位移和通过所述第一位移的时间，计算第一速度。

本申请实施例的测速系统包括辨别件，时间获取装置和处理单元。辨别件在与轨道固定后，辨别件的上侧沿轨道间隔排列有多个第一辨别区，第一辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距，单个所述第一辨别区沿所述轨道的长度为第一位移；时间获取装置固定在列车的底部以获取通过第一位移的时间；处理单元根据第一位移和通过第一位移的时间，计算第一速度。与背景技术相比，由于第一辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距，本申请实施例的测速系统在进行测速时，测速的精确程度不再受到轨枕之间的间距的限制，可以根据对测速精确程度的需要，设置第一辨别区沿所述轨道的长度，从而能够对行驶的磁悬浮列车进行精确的测速。

实施中，图3为图1所示的测速系统的时间获取装置的激光器，成像透镜和光电探测器的位置示意图。如图3所示，所述时间获取装置200包括：

激光器210，用于向所述辨别件发射激光；

成像透镜220和光电探测器230，设置位置为当所述列车悬浮在预设高度范围的额定高度时，第一光斑211经所述成像透镜220清晰成像于所述光电探测器230的感光面；其中，所述第一光斑211是所述激光在所述第一辨别区110形成的光斑；

获取单元240，用于在所述列车悬浮在预设高度范围内行驶时，获取同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区231的起止时刻之间的时间，作为通过所述第一位移的时间；

其中，所述第一感光区231是所述列车悬浮在所述预设高度范围的最高值和最低值时，所述第一光斑经所述成像透镜成像于所述光电探测器的感光面形成的像点及像点之间区域。

列车悬浮的预设高度范围如可以是10±4毫米，额定高度就是设计的标准高度为10毫米。在确定激光发射器，成像透镜和光电探测器的位置时，先确定激光发射器的位置，激光器发射的激光在所述第一辨别区形成第一光斑；成像透镜和光电探测器的位置为当所述列车悬浮在10毫米的额定高度时，第一光斑经成像透镜汇聚清晰成像于所述光电探测器的感光面。在激光发射器，成像透镜和光电探测器的位置确定后，第一感光区是所述列车悬浮在10-4毫米和10+4毫米时，第一光斑经所述成像透镜成像于所述光电探测器的感光面形成的两个像点及两个像点之间区域。这样，就能保证所述列车在悬浮10±4毫米内行驶时，第一光斑在经成像透镜汇聚后都成像于第一感光区；获取单元获取的同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间，作为通过所述第一位移的时间。

为了测速，获取单元需要获取同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间；为了获取同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间，获取单元需要对第一辨别区进行辨别。一种实施方式为如图2所示，相邻两个所述第一辨别区110之间的区域是第二辨别区120，且所述第一辨别区110和所述第二辨别区120具有高度差，如可以是所述第一辨别区低于所述第二辨别区。

具有高度差的第一辨别区和第二辨别区，为获取单元对第一辨别区的辨别提供了条件。

实施中，如图3所示，所述成像透镜220和所述光电探测器230设置位置同时满足当所述列车悬浮在所述预设高度范围的额定高度时，第二光斑212经所述成像透镜220清晰成像于所述光电探测器230的感光面；其中，所述第二光斑212是所述激光在所述第二辨别区120形成的光斑；即成像透镜220和所述光电探测器230设置位置为当所述列车悬浮在额定高度时，第一光斑211和第二光斑212都能经成像透镜清晰成像于光电探测器230的感光面的位置，如图3所示，即符合成像透镜的成像公式，

其中，f是透镜焦距；

第二感光区232与所述第一感光区231之间具有间隔，其中，所述第二感光区232是所述列车悬浮在所述预设高度范围的最高值和最低值时，所述第二光斑212经所述成像透镜成像于所述光电探测器的感光面形成的像点及像点之间区域。

图3为图1所示的测速系统的时间获取装置的激光器，成像透镜和光电探测器的位置推导原理的示意图。如图3所示，激光在第一辨别区形成的第一光斑成像于第一感光区，激光在第二辨别区形成的第二光斑成像于第二感光区，从而将第一辨别区和第二辨别区进行了辨别。

如图3所示，当所述列车悬浮在所述预设高度范围的额定高度时，所述第一光斑和第二光斑经所述成像透镜清晰成像于所述光电探测器的感光面的像点两个像点之间的距离x符合以下关系式：

其中，h表示所述第一辨别区和所述第二辨别区之间的高度差，f表示成像透镜的焦距，b表示所述第一光斑和第二光斑中距离所述激光器较近的一个到所述成像透镜之间的距离；

α是所述第一光斑和第二光斑中距离所述激光器较近的一个经过所述成像透镜的光心与所述激光器发射的激光之间的夹角，β是所述第一光斑和第二光斑中距离所述激光器较近的一个经过所述成像透镜的光心与所述光电探测器的感光面之间的夹角。

x公式的推算过程如下，如图3所示：

直角三角形PFB和直角三角形PED相似，可知：

在直角三角形CDE中，

在直角三角形ABF中，

将

其中的CP用a表示，AP用b表示，则变化为

根据上述可推得：

另外，如果成像透镜的中心垂直于AC时，b＝(c+OR)cosα。

由于第一辨别区和第二辨别区是沿轨道交替出现的，那么，在列车行驶过程中，第一感光区和第二感光区沿时间交替出现像点，因此，只要能以时间为轴，记录第一感光区和第二感光区交替出现像点时刻，就能获取同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间。图4为图1所示的测速系统的原理示意图；其中，箭头代表磁悬浮列车的行驶方向，实线示意出当前的位置，虚线是示意出随后时刻的位置。因此，实施中，所述获取单元240包括：

驱动模块，用于驱动方波转移第一电信号和第二电信号，形成电信号方波，所述第一电信号是所述第一光斑在所述第一感光区形成的像点形成的电信号，所述第二电信号是所述第二光斑在所述第二感光区形成的像点形成的电信号；

滤波模块，用于将所述电信号方波进行滤波；

信号处理模块，用于将滤波后的电信号方波中的所述第一电信号二值化处理为0，将所述第二电信号二值化处理为1，并获取同一段0值的起止时刻之间的时间，作为同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间。

这样，就获取了同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间。

实施中，在所述第二辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨枕之间的间距的条件下，所述处理单元还用于：

根据第二位移和通过所述第二位移的时间，计算第二速度；其中，所述第二位移是单个所述第二辨别区沿所述轨道的长度，通过所述第二位移的时间为同一段1值的起止时刻之间的时间。

这样，列车在行驶时可以通过第一辨别区和第二辨别区获得两个速度。第一速度和第二速度这两个速度在理论上应该是相同的或者差别很微小的，如果实际上第一速度和第二速度差别较大，则说明测速系统目前的测速是不准确的，起到了验证的作用。

实施中，所述第一辨别区沿所述轨道的长度S满足以下表达式：

S＝nVmax/F；

其中，F表示驱动模块发出的驱动脉冲频率，Vmax表示所述列车的最高限速，n表示所述列车以最高限速行驶时，同一第一辨别区的所述第一光斑成像于所述第一感光区的预设次数，n是大于等于4的正整数。

这样，可以便捷的确定第一辨别区沿所述轨道的长度。

实施中，所述第二辨别区的长度L满足以下表达式：

L＝mVmax/F；

其中，F表示驱动模块发出的驱动脉冲频率，Vmax表示所述列车的最高限速，m表示所述列车以最高限速行驶时，同一第二辨别区的所述第二光斑成像于所述第二感光区的预设次数，m是大于等于4的正整数。

这样，可以便捷的确定第二辨别区的长度。

为了保证测速系统测速的准确性，测速系统的所述时间获取装置为三个且用于沿所述列车的长度方向间隔安装，所述时间获取装置之间的间距大于轨枕的宽度；

所述处理单元具体用于根据所述第一位移和三个通过所述第一位移的时间，计算出三个所述第一速度；

所述处理单元还用于去除三个所述第一速度中不一致的值，将剩下的两个所述第一速度的平均值作为校准后的第一速度。

三个沿所述列车的长度方向间隔安装时间获取装置，所述时间获取装置之间的间距大于轨枕的宽度，避免了轨枕本身的打孔接收到激光器发射的激光对测速造成的影响。

同理，所述处理单元具体用于根据所述第二位移和三个通过所述第二位移的时间，计算出三个所述第二速度；

所述处理单元还用于去除三个所述第二速度中不一致的值，将剩下的两个所述第二速度的平均值作为校准后的第二速度。

在测速系统的处理单元得到校准后的第一速度和校准后的第二速度后，所述处理单元还可以用于：

在

时，判定测速不成功；

在

判定测速成功，并根据预设的筛选策略，将校准后的第一速度或校准后的第二速度作为瞬时速度。

校准后的第一速度和校准后的第二速度在理论上应该是相同的或者差别很微小的，如果实际上校准后的第一速度和校准后的第二速度差别较大，如达到大于等于5％，则说明测速系统目前的测速是不准确的不成功的，起到了验证的作用。

关于辨别件的具体形式，如图2所示，可以是：

所述辨别件包括带孔薄条131和无孔薄条132；

所述带孔薄条131用于固定在所述轨道的轨枕的上表面；

所述无孔薄条132用于固定在所述轨枕的下表面且与所述带孔薄条相对而置，所述无孔薄条中与所述带孔薄条中的孔相对的位置为所述第一辨别区，所述带孔薄条的孔之间为所述第二辨别区。

进一步的，如图2所示，所述带孔薄条的孔是沿所述轨道的长圆孔，所述长圆孔的长度是100毫米宽度是40毫米，所述长圆孔之间的间距是200毫米。轨枕每个1.2米安装，轨枕的宽度为0.2米。

图6为本申请另一实施例的测速系统的时间获取装置的激光器，成像透镜和光电探测器的位置示意图。如图6所示，还可以是：所述辨别件是齿槽条140，用于固定于所述轨枕的上表面，且所述齿槽条的上侧包括槽和齿，所述槽为所述第一辨别区，所述齿为所述第二辨别区。

需要说明的是，这里仅仅是列举了辨别件的具体形式，不限于此。

实施中，如图3所示，所述时间获取装置200还包括滤光片，设置在所述成像透镜220和所述光电探测器230之间，用于选取所述激光。

实施中，如图3所示，所述时间获取装置200还包括准直透镜260，用于对所述激光器发射的激光汇聚。

实施例二

本申请实施例的一种磁悬浮列车的测速方法，包括如下步骤：

获取所述磁悬浮列车经过辨别件的第一辨别区时，通过第一位移的时间；其中，所述辨别件与轨道固定，所述辨别件的上侧沿所述轨道间隔排列有多个第一辨别区，所述第一辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距，单个所述第一辨别区沿所述轨道的长度为第一位移，所述磁悬浮列车悬浮在预设高度范围内沿轨道行驶；

根据所述第一位移和通过所述第一位移的时间，计算第一速度。

本申请实施例的测速方法在使用前，需要将辨别件与轨道固定。在辨别件与轨道固定后，辨别件的上侧沿轨道间隔排列有多个第一辨别区，第一辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距，单个所述第一辨别区沿所述轨道的长度为第一位移。本申请实施例的测速方法，包括如下步骤：获取所述磁悬浮列车经过辨别件的第一辨别区时，通过第一位移的时间；根据第一位移和通过第一位移的时间，计算第一速度。与背景技术相比，由于第一辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距，本申请实施例的测速方法在进行测速时，测速的精确程度不再受到轨枕之间的间距的限制，可以根据对测速精确程度的需要，设置第一辨别区沿所述轨道的长度，从而能够对行驶的磁悬浮列车进行精确的测速。

实施中，获取通过所述第一位移的时间的步骤具体包括：

时间获取装置的激光器向所述辨别件发射激光；其中，所述时间获取装置固定在所述列车底部，所述时间获取装置还包括成像透镜和光电探测器，设置位置为当所述列车悬浮在预设高度范围的额定高度时，第一光斑经所述成像透镜清晰成像于所述光电探测器的感光面，所述第一光斑是所述激光在所述第一辨别区形成的光斑；

在所述列车悬浮在预设高度范围内行驶时，获取同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间，作为通过所述第一位移的时间；其中，所述第一感光区是所述列车悬浮在所述预设高度范围的最高值和最低值时，所述第一光斑经所述成像透镜成像于所述光电探测器的感光面形成的像点及像点之间区域。

列车悬浮的预设高度范围如可以是10±4毫米，额定高度就是设计的标准高度为10毫米。就能保证所述列车在悬浮10±4毫米内行驶时，第一光斑在经成像透镜汇聚后都成像于第一感光区；获取单元获取的同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间，作为通过所述第一位移的时间。

实施中，相邻两个所述第一辨别区之间的区域是第二辨别区；

所述第一辨别区与所述第二辨别区具有高度差。

具有高度差的第一辨别区和第二辨别区，为找到同一第一辨别区的所述第一光斑形成的像点的提供了前提条件。

实施中，所述成像透镜和所述光电探测器设置位置为当所述列车悬浮在所述预设高度范围的额定高度时，第二光斑经所述成像透镜清晰成像于所述光电探测器的感光面；其中，所述第二光斑是所述激光在所述第二辨别区形成的光斑；

第二感光区与所述第一感光区之间具有间隔，其中，所述第二感光区是所述列车悬浮在所述预设高度范围的最高值和最低值时，所述第二光斑经所述成像透镜成像于所述光电探测器的感光面形成的像点及像点之间区域。

那么，激光在第一辨别区形成的第一光斑成像于第一感光区，激光在第二辨别区形成的第二光斑成像于第二感光区，从而将第一辨别区和第二辨别区进行了辨别。

实施中，获取同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间的步骤具体包括：

驱动方波转移第一电信号和第二电信号，形成电信号方波，所述第一电信号是所述第一光斑在所述第一感光区形成的像点形成的电信号，所述第二电信号是所述第二光斑在所述第二感光区形成的像点形成的电信号；

将所述电信号方波进行滤波；

将滤波后的电信号方波中的所述第一电信号二值化处理为0，将所述第二电信号二值化处理为1，并获取同一段0值的起止时刻之间的时间，作为同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间。

实施中，还包括如下步骤：

根据第二位移和通过所述第二位移的时间，计算第二速度；

其中，通过所述第二位移的时间为同一段1值的起止时刻之间的时间，所述第二位移是单个第二辨别区沿所述轨道的长度，所述第二辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨枕之间的间距。

实施中，所述第一辨别区沿所述轨道的长度S满足以下表达式：

S＝nVmax/F；

其中，F表示驱动方波的驱动脉冲频率，Vmax表示所述列车的最高限速，n表示所述列车以最高限速行驶时，同一第一辨别区的所述第一光斑成像于所述第一感光区的预设次数，n是大于等于4的正整数。

实施中，所述第二辨别区沿所述轨道的长度L满足以下表达式：

L＝mVmax/F；

其中，F表示驱动方波的驱动脉冲频率，Vmax表示所述列车的最高限速，m表示所述列车以最高限速行驶时，同一第二辨别区的所述第二光斑成像于所述第二感光区的预设次数，m是大于等于4的正整数。

实施中，获取通过所述第一位移的时间的步骤具体包括：

沿所述列车的长度方向同时获取三个通过所述第一位移的时间；

根据所述第一位移和通过所述第一位移的时间，计算第一速度的步骤具体包括：

根据所述第一位移和三个通过所述第一位移的时间，计算三个所述第一速度；

所述测速方法还包括如下步骤：

去除三个所述第一速度中不一致的值，将剩下的两个所述第一速度的平均值作为校准后的第一速度。

实施中，获取通过所述第二位移的时间的步骤具体包括：

沿所述列车的长度方向同时获取三个通过所述第二位移的时间；

根据所述第二位移和通过所述第二位移的时间，计算第二速度的步骤具体包括：

根据所述第二位移和三个通过所述第二位移的时间，计算三个所述第二速度；

所述测速方法还包括如下步骤：

去除三个所述第二速度中不一致的值，将剩下的两个所述第二速度的平均值作为校准后的第二速度。

实施中，还包括如下步骤：

在

时，判定测速不成功；

在

判定测速成功，并根据预设的筛选策略，将校准后的第一速度或校准后的第二速度作为瞬时速度。

实施例三

本申请实施例的一种磁悬浮列车，如图1和图2所示，包括：

时间获取装置200，固定在所述列车底部以获取通过第一位移的时间；其中，所述第一位移是辨别件100的单个第一辨别区110沿轨道的长度，所述辨别件100用于与轨道固定，所述辨别件的上侧沿所述轨道间隔排列有多个所述第一辨别区110，所述第一辨别区110沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距；

处理单元300，用于根据所述第一位移和通过所述第一位移的时间，计算第一速度。

本申请实施例的磁悬浮列车包括时间获取装置和处理单元。辨别件在与轨道固定后，辨别件的上侧沿轨道间隔排列有多个第一辨别区，第一辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距，单个所述第一辨别区沿所述轨道的长度为第一位移；时间获取装置固定在列车的底部以获取通过第一位移的时间；处理单元根据第一位移和通过第一位移的时间，计算第一速度。与背景技术相比，由于第一辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距，本申请实施例的磁悬浮列车和与轨道固定的辨别件配合进行测速时，测速的精确程度不再受到轨枕之间的间距的限制，可以根据对测速精确程度的需要，设置第一辨别区沿所述轨道的长度，从而能够对行驶的磁悬浮列车进行精确的测速。

实施中，如图3所示，所述时间获取装置200包括：

激光器210，用于向所述辨别件发射激光；

成像透镜220和光电探测器230，设置位置为当所述列车悬浮在预设高度范围的额定高度时，第一光斑211经所述成像透镜220清晰成像于所述光电探测器230的感光面；其中，所述第一光斑211是所述激光在所述第一辨别区110形成的光斑；

获取单元240，用于在所述列车悬浮在预设高度范围内行驶时，获取同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区231的起止时刻之间的时间，作为通过所述第一位移的时间；

其中，所述第一感光区231是所述列车悬浮在所述预设高度范围的最高值和最低值时，所述第一光斑经所述成像透镜成像于所述光电探测器的感光面形成的像点及像点之间区域。

列车悬浮的预设高度范围如可以是10±4毫米，额定高度就是设计的标准高度为10毫米。在确定激光发射器，成像透镜和光电探测器的位置时，先确定激光发射器的位置，激光器发射的激光在所述第一辨别区形成第一光斑；成像透镜和光电探测器的位置为当所述列车悬浮在10毫米的额定高度时，第一光斑经成像透镜汇聚清晰成像于所述光电探测器的感光面。在激光发射器，成像透镜和光电探测器的位置确定后，第一感光区是所述列车悬浮在10-4毫米和10+4毫米时，第一光斑经所述成像透镜成像于所述光电探测器的感光面形成的两个像点及两个像点之间区域。这样，就能保证所述列车在悬浮10±4毫米内行驶时，第一光斑在经成像透镜汇聚后都成像于第一感光区；获取单元获取的同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间，作为通过所述第一位移的时间。

实施中，如图3所示，所述成像透镜220和所述光电探测器230设置位置为当所述列车悬浮在所述预设高度范围的额定高度时，第二光斑212经所述成像透镜220清晰成像于所述光电探测器230的感光面；其中，所述第二光斑212是所述激光在第二辨别区120形成的光斑，所述第二辨别区120是相邻两个所述第一辨别区之间的区域，所述第一辨别区与所述第二辨别区具有高度差，如可以是所述第一辨别区110低于所述第二辨别区120；

第二感光区232与所述第一感光区231之间具有间隔，其中，所述第二感光区232是所述列车悬浮在所述预设高度范围的最高值和最低值时，所述第二光斑212经所述成像透镜成像于所述光电探测器的感光面形成的像点及像点之间区域。

实施中，所述获取单元240包括：

驱动模块，用于驱动方波转移第一电信号和第二电信号，形成电信号方波，所述第一电信号是所述第一光斑在所述第一感光区形成的像点形成的电信号，所述第二电信号是所述第二光斑在所述第二感光区形成的像点形成的电信号；

滤波模块，用于将所述电信号方波进行滤波；

信号处理模块，用于将滤波后的电信号方波中的所述第一电信号二值化处理为0，将所述第二电信号二值化处理为1，并获取同一段0值的起止时刻之间的时间，作为同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间。

这样，就获取了同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间。

实施中，所述处理单元还用于根据第二位移和通过所述第二位移的时间，计算第二速度；其中，所述第二位移是单个所述第二辨别区沿所述轨道的长度，通过所述第二位移的时间为同一段1值的起止时刻之间的时间，所述第二辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨枕之间的间距。

这样，列车在行驶时可以通过第一辨别区和第二辨别区获得两个速度。第一速度和第二速度这两个速度在理论上应该是相同的或者差别很微小的，如果实际上第一速度和第二速度差别较大，则说明测速系统目前的测速是不准确的，起到了验证的作用。

为了保证测速系统测速的准确性，测速系统的所述时间获取装置为三个且用于沿所述列车的长度方向间隔安装，所述时间获取装置之间的间距大于轨枕的宽度；

所述处理单元具体用于根据所述第一位移和三个通过所述第一位移的时间，计算出三个所述第一速度；

所述处理单元还用于去除三个所述第一速度中不一致的值，将剩下的两个所述第一速度的平均值作为校准后的第一速度。

三个沿所述列车的长度方向间隔安装时间获取装置，所述时间获取装置之间的间距大于轨枕的宽度，避免了轨枕本身的打孔接收到激光器发射的激光对测速造成的影响。

同理，所述处理单元具体用于根据所述第二位移和三个通过所述第二位移的时间，计算出三个所述第二速度；

所述处理单元还用于去除三个所述第二速度中不一致的值，将剩下的两个所述第二速度的平均值作为校准后的第二速度。

在测速系统的处理单元得到校准后的第一速度和校准后的第二速度后，所述处理单元还用于：

在

时，判定测速不成功；

在

判定测速成功，并根据预设的筛选策略，将校准后的第一速度或校准后的第二速度作为瞬时速度。

校准后的第一速度和校准后的第二速度在理论上应该是相同的或者差别很微小的，如果实际上校准后的第一速度和校准后的第二速度差别较大，如达到大于等于5％，则说明测速系统目前的测速是不准确的不成功的，起到了验证的作用。

实施中，如图3所示，所述时间获取装置200还包括滤光片，设置在所述成像透镜220和所述光电探测器230之间，用于选取所述激光。

实施中，如图1所示，所述时间获取装置200还包括准直透镜260，用于对所述激光器发射的激光汇聚。

实施中，当所述列车悬浮在所述预设高度范围的额定高度时，所述第一光斑和第二光斑经所述成像透镜清晰成像于所述光电探测器的感光面的像点两个像点之间的距离x符合以下关系式：

其中，h表示所述第一辨别区和所述第二辨别区之间的高度差，f表示成像透镜的焦距，b表示所述第一光斑和第二光斑中距离所述激光器较近的一个到所述成像透镜之间的距离；

α是所述第一光斑和第二光斑中距离所述激光器较近的一个经过所述成像透镜的光心与所述激光器发射的激光之间的夹角，β是所述第一光斑和第二光斑中距离所述激光器较近的一个经过所述成像透镜的光心与所述光电探测器的感光面之间的夹角。

具体的，如图7所示，在磁悬浮列车的每辆端车配备两套测速系统的时间获取装置和处理单元，两个处理单元分别输出速度脉冲信号，多车编组时，首尾端车共有四路脉冲信号贯通全车，为列车提供速度和相对定位信息。如图7所示；同时CAN输出速度脉冲信息，经由CAN/MVB网关转发给中央控制单元，由中央控制单元CCU通过WTB的简称，中文为绞线式列车总线)首尾级联线实现列车级冗余，并为人机显示、悬浮控制等分系统提供速度距离信息，这种配置结构确保了单套测速系统故障不会影响磁浮列车的安全可靠运行；其中，CAN是Controller Area Network的简称，中文为控制器局域网络；WTB是Twisted Train Bus的简称，中文为绞线式列车总线；MVB是Multifunctional Vehicle Bus的简称，中文为多功能车辆总线；CCU是Central Control Unit的简称，中文为中央控制单元。

实施例四

本申请实施例的一种磁悬浮轨道，包括实施例一所述的测速系统中的辨别件。

在本申请及其实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“高度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种磁悬浮列车，其特征在于，包括：

时间获取装置，固定在所述列车底部以获取通过第一位移的时间；其中，所述第一位移是辨别件的单个第一辨别区沿轨道的长度，所述辨别件用于与轨道固定，所述辨别件的上侧沿所述轨道间隔排列有多个所述第一辨别区，所述第一辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨道的轨枕之间的间距；

处理单元，用于根据所述第一位移和通过所述第一位移的时间，计算第一速度；

所述时间获取装置包括：

激光器，用于向所述辨别件发射激光；

成像透镜和光电探测器，设置位置为当所述列车悬浮在预设高度范围的额定高度时，第一光斑经所述成像透镜清晰成像于所述光电探测器的感光面；其中，所述第一光斑是所述激光在所述第一辨别区形成的光斑；

获取单元，用于在所述列车悬浮在预设高度范围内行驶时，获取同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间，作为通过所述第一位移的时间；

其中，所述第一感光区是所述列车悬浮在所述预设高度范围的最高值和最低值时，所述第一光斑经所述成像透镜成像于所述光电探测器的感光面形成的像点及像点之间区域。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述成像透镜和所述光电探测器设置位置为当所述列车悬浮在所述预设高度范围的额定高度时，第二光斑经所述成像透镜清晰成像于所述光电探测器的感光面；其中，所述第二光斑是所述激光在第二辨别区形成的光斑，所述第二辨别区是相邻两个所述第一辨别区之间的区域，所述第一辨别区与所述第二辨别区具有高度差；

第二感光区与所述第一感光区之间具有间隔，其中，所述第二感光区是所述列车悬浮在所述预设高度范围的最高值和最低值时，所述第二光斑经所述成像透镜成像于所述光电探测器的感光面形成的像点及像点之间区域。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述获取单元包括：

驱动模块，用于驱动方波转移第一电信号和第二电信号，形成电信号方波，所述第一电信号是所述第一光斑在所述第一感光区形成的像点形成的电信号，所述第二电信号是所述第二光斑在所述第二感光区形成的像点形成的电信号；

滤波模块，用于将所述电信号方波进行滤波；

信号处理模块，用于将滤波后的电信号方波中的所述第一电信号二值化处理为0，将所述第二电信号二值化处理为1，并获取同一段0值的起止时刻之间的时间，作为同一第一辨别区的所述第一光斑成像于第一感光区的起止时刻之间的时间。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述处理单元还用于根据第二位移和通过所述第二位移的时间，计算第二速度；其中，所述第二位移是单个所述第二辨别区沿所述轨道的长度，通过所述第二位移的时间为同一段1值的起止时刻之间的时间，所述第二辨别区沿所述轨道的长度小于所述轨枕之间的间距。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述时间获取装置为三个且用于沿所述列车的长度方向间隔安装，所述时间获取装置之间的间距大于轨枕的宽度；

所述处理单元具体用于根据所述第一位移和三个通过所述第一位移的时间，计算出三个所述第一速度；

所述处理单元还用于去除三个所述第一速度中不一致的值，将剩下的两个所述第一速度的平均值作为校准后的第一速度。

6.根据权利要求5所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述处理单元具体用于根据所述第二位移和三个通过所述第二位移的时间，计算出三个所述第二速度；

所述处理单元还用于去除三个所述第二速度中不一致的值，将剩下的两个所述第二速度的平均值作为校准后的第二速度。

7.根据权利要求6所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述处理单元还用于：

在

时，判定测速不成功；

在

判定测速成功，并根据预设的筛选策略，将校准后的第一速度或校准后的第二速度作为瞬时速度。

8.根据权利要求1所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述时间获取装置还包括滤光片，设置在所述成像透镜和所述光电探测器之间，用于选取所述激光。

9.根据权利要求1所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述时间获取装置还包括准直透镜，用于对所述激光器发射的激光汇聚。

10.根据权利要求2所述的磁悬浮列车，其特征在于，当所述列车悬浮在所述预设高度范围的额定高度时，所述第一光斑和第二光斑经所述成像透镜清晰成像于所述光电探测器的感光面的像点两个像点之间的距离x符合以下关系式：

其中，h表示所述第一辨别区和所述第二辨别区之间的高度差，f表示成像透镜的焦距，b表示所述第一光斑和第二光斑中距离所述激光器较近的一个到所述成像透镜之间的距离；

α是所述第一光斑和第二光斑中距离所述激光器较近的一个经过所述成像透镜的光心与所述激光器发射的激光之间的夹角，β是所述第一光斑和第二光斑中距离所述激光器较近的一个经过所述成像透镜的光心与所述光电探测器的感光面之间的夹角。

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