CN112904389A - 有轨车辆定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种有轨车辆定位系统及方法。有轨车辆定位系统包括应答器集合、车载读取器和信息转换模块，应答器集合中包括多个无源应答器，且多个无源应答器安装于行驶路线上的不同位置，车载读取器和信息转换模块设置于有轨车辆上。无源应答器用于存储里程表征信息，以表征无源应答器安装位置在行驶路线上对应的公里数。车载读取器用于读取目标无源应答器内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块，目标无源应答器为有轨车辆在运行过程中，当前车辆位置处安装的无源应答器。信息转换模块用于根据里程表征信息获得有轨车辆的定位信息。本申请实施例提供的有轨车辆定位系统及方法能够实现遮挡地段的精确定位。

Description

有轨车辆定位系统及方法

技术领域

本申请涉及有轨车辆定位技术领域，具体而言，涉及一种有轨车辆定位系统及方法。

背景技术

目前，有轨车辆的定位主要是通过采用全球导航卫星系统实现的。但是，有轨车辆的行驶路线上，往往存在车站、桥梁、隧道等遮挡地段，这些遮挡地段会影响全球导航卫星系统的定位精度，甚至导致全球导航卫星系统定位不可用。因此，如何解决全球导航卫星系统在遮挡地段时定位精度较低，甚至定位不可用而导致有轨车辆无法精确定位的问题，成为有轨车辆定位技术领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种有轨车辆定位系统及方法，以解决上述问题。

第一方面，本申请实施例提供的有轨车辆定位系统包括应答器集合、车载读取器和信息转换模块，应答器集合中包括多个无源应答器，且多个无源应答器安装于行驶路线上的不同位置，车载读取器和信息转换模块设置于有轨车辆上；

针对多个无源应答器中的每个无源应答器，无源应答器用于存储里程表征信息，以表征无源应答器安装位置在行驶路线上对应的公里数；

车载读取器用于读取目标无源应答器内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块，目标无源应答器为有轨车辆在运行过程中，当前车辆位置处安装的无源应答器；

信息转换模块用于根据里程表征信息获得有轨车辆的定位信息。

本申请实施例提供的有轨车辆定位系统包括应答器集合、车载读取器和信息转换模块，应答器集合中包括多个无源应答器，且多个无源应答器安装于行驶路线上的不同位置，车载读取器和信息转换模块设置于有轨车辆上，针对多个无源应答器中的每个无源应答器，无源应答器用于存储里程表征信息，以表征无源应答器安装位置在行驶路线上对应的公里数，车载读取器用于读取目标无源应答器内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块，目标无源应答器为有轨车辆在运行过程中，当前车辆位置处安装的无源应答器，信息转换模块用于根据里程表征信息获得有轨车辆的定位信息。由于车载读取器即使在遮挡地段也能够读取目标无源应答器内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块，此后，信息转换模块又能够根据里程表征信息获得有轨车辆的定位信息。因此，处于遮挡地段全球导航卫星系统定位精度较低，甚至定位不可用时，也能够通过本申请实施例提供的有轨车辆定位系统实现精确定位。

结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第一种可选的实施方式，有轨车辆定位系统还包括速度传感器，速度传感器设置于有轨车辆上，用于检测有轨车辆的实时行驶速度；

信息转换模块用于根据里程表征信息和实时行驶速度，获得有轨车辆的实际里程信息，并将实际里程信息转换为定位信息，定位信息用于表征有轨车辆的经纬度坐标。

在上述实施方式中，有轨车辆定位系统还包括速度传感器，速度传感器设置于有轨车辆上，用于检测有轨车辆的实时行驶速度，基于此，信息转换模块用于根据里程表征信息和实时行驶速度，获得有轨车辆的实际里程信息，并将实际里程信息转换为定位信息，定位信息用于表征有轨车辆的经纬度坐标。由于有轨车辆的实时行驶速度是通过速度传感器实时获取的，因此，能够保证实际里程信息的准确度，从而进一步地提高定位信息的精确度。

结合第一方面的第一种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第二种可选的实施方式，信息转换模块具体用于在接收到里程表征信息之后，从里程表征信息中提取出公里数值，并获取预设延时时间与实时行驶速度的乘积，作为补偿公里数，以根据公里数值和补偿公里数获得有轨车辆的实际公里数。

在上述实施方式中，信息转换模块具体用于在接收到里程表征信息之后，从里程表征信息中提取出公里数值，并获取预设延时时间与实时行驶速度的乘积，作为补偿公里数，以根据公里数值和补偿公里数获得有轨车辆的实际公里数，实际计算过程简单，因此，能够提高实际公里数的获取效率，从而提高有轨车辆定位系统的定位执行效率。

结合第一方面的第一种或第二种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第三种可选的实施方式，信息转换模块具体用于获取有轨车辆的历史定位信息，以及行驶路线的航角，并根据历史定位信息、航角和实际里程信息，获得定位信息，历史定位信息用于表征有轨车辆的历史经纬度坐标。

结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第四种可选的实施方式，信息转换模块还用于在有轨车辆在运行过程中，判断当前车辆位置是否处于遮挡地段，若当前车辆位置处于遮挡地段，则生成读取控制信号，并将读取控制信号发送给车载读取器，以供车载读取器在接收到读取控制信号时，读取目标无源应答器内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块。

在上述实施方式中，信息转换模块还用于在有轨车辆在运行过程中，判断当前车辆位置是否处于遮挡地段，只有在当前车辆位置处于遮挡地段，才会生成读取控制信号，并将读取控制信号发送给车载读取器，以供车载读取器在接收到读取控制信号时，读取目标无源应答器内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块，从而降低有轨车辆定位系统的系统功耗。

结合第一方面的第四种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第五种可选的实施方式，信息转换模块具体用于在有轨车辆在运行过程中，获取基于全球导航卫星系统解算有轨车辆的卫星信息时，所用的定位参数判断当前车辆位置是否处于遮挡地段，定位参数包括参与解算的卫星数量、解算状态和位置精度中的至少一者。

结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第六种可选的实施方式，多个无源应答器按照预设间隔距离安装于车辆轨道上的不同位置。

结合第一方面的第一种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第七种可选的实施方式，预设间隔距离小于速度传感器的定位精度。

在上述实施方式中，多个无源应答器中，每个无源应答器的安装位置精度不低于预设间隔距离小于速度传感器的定位精度，因此，能够保证有轨车辆定位系统的可靠性。

结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第八种可选的实施方式，有轨车辆上设置有车载控制系统；

信息转换模块还用于将定位信息发送给车载控制系统。

第二方面，本申请实施例还提供了一种有轨车辆定位方法，应用于上述第一方面或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的有轨车辆定位系统，有轨车辆定位方法包括：

车载读取器读取目标无源应答器内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块，目标无源应答器为有轨车辆在运行过程中，当前车辆位置处安装的无源应答器；

信息转换模块根据里程表征信息获得有轨车辆的定位信息。

本申请实施例提供的有轨车辆定位方法具有与上述第一方面或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的有轨车辆定位系统相同的有益效果，此处不作赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种有轨车辆定位系统的示意性结构框图。

图2为本申请实施例提供的一种有轨车辆定位系统的应用场景示意图。

图3为本申请实施例提供的有轨车辆定位系统的另一种示意性结构框图。

图4为本申请实施例提供的一种有轨电车定位方法的步骤流程图。

附图标记：100-有轨车辆定位系统；110-应答器集合；111-无源应答器；120-车载读取器；130-信息转换模块；140-速度传感器；200-车载控制系统。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。此外，应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参阅图1和图2，为本申请实施例提供的有轨车辆定位系统100包括应答器集合110、车载读取器120和信息转换模块130，应答器集合110中包括多个无源应答器111，且多个无源应答器111安装于行驶路线上的不同位置，具体可以设置于行驶路线对饮的行车轨道上，而车载读取器120和信息转换模块130则设置于有轨车辆上。本申请实施例中，有轨车辆可以是铁路列车、地铁、轻轨、磁悬浮列车、有轨电车等轨道交通工具。

本申请实施例中，针对多个无源应答器111中的每个无源应答器111，该无源应答器111用于存储里程表征信息，以表征无源应答器111安装位置在行驶路线上对应的公里数。实际实施时，里程表征信息具体可以包括，但不限于行驶路线的路线ID号、无源应答器111安装位置对应的信标序号，以及无源应答器111安装位置相对于行驶路线起点位置的公里数值。此外，本申请实施例中，车载读取器120用于读取目标无源应答器111内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块130，以供信息转换模块130根据里程表征信息获得有轨车辆的定位信息，其中，目标无源应答器111为有轨车辆在运行过程中，当前车辆位置处安装的无源应答器111。

由于车载读取器120即使在遮挡地段也能够读取目标无源应答器111内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块130，此后，信息转换模块130又能够根据里程表征信息获得有轨车辆的定位信息。因此，处于遮挡地段全球导航卫星系统(Global NavigationSatellite System，GNSS)定位精度较低，甚至定位不可用时，也能够通过本申请实施例提供的有轨车辆定位系统100实现精确定位。

基于以上描述，可以理解的是，本申请实施例提供的有轨车辆定位系统100主要用于解决GNSS在遮挡地段时定位精度较低，甚至定位不可用而导致有轨车辆无法精确定位的问题，因此，本申请实施例提供的有轨车辆定位系统100中，信息转换模块130还可以用于在有轨车辆在运行过程中，判断当前车辆位置是否处于遮挡地段，若当前车辆位置处于遮挡地段，则生成读取控制信号，并将读取控制信号发送给车载读取器120，以供车载读取器120在接收到读取控制信号时，读取目标无源应答器111内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块130。

对于信息转换模块130判断当前车辆位置是否处于遮挡地段的具体实现，本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，信息转换模块130可以通过在有轨车辆在运行过程中，获取基于GNSS解算有轨车辆的卫星信息时，所用的定位参数判断当前车辆位置是否处于遮挡地段，定位参数包括参与解算的卫星数量、解算状态和位置精度中的至少一者。

例如，本申请实施例中，信息转换模块130可以在获取到参与解算的卫星数量、解算状态和位置精度之后，判断解算的卫星数量是否大于预设卫星数量值，同时，判断解算状态是否为单点定位或差分定位，再判断位置精度是否小于预设精度值，且只有在卫星数量大于预设卫星数量值，且解算状态是否为单点定位或差分定位，位置精度也小于预设精度值时，才判定当前车辆位置未处于遮挡地段，否者，判定当前车辆位置处于遮挡地段。需要说明的是，本申请实施例中，预设卫星数量值和预设精度值可以根据实际的GNSS定位精度需求设定，本申请实施例对此不作赘述。

请结合图3，本申请实施例中，有轨车辆定位系统100还可以包括速度传感器140，速度传感器140设置于有轨车辆上，用于检测有轨车辆的实时行驶速度。基于此，本申请实施例中，信息转换模块130用于根据里程表征信息和实时行驶速度，获得有轨车辆的实际里程信息，并将实际里程信息转换为定位信息，而定位信息用于表征有轨车辆的经纬度坐标。

对于信息转换模块130根据里程表征信息和实时行驶速度，获得有轨车辆的实际里程信息的具体实现，本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，信息转换模块130可以在接收到里程表征信息之后，从里程表征信息中提取出公里数值，并获取预设延时时间与实时行驶速度的乘积，作为补偿公里数，在获得公里数据和补偿公里数之后，信息转换模块130便可以根据公里数值和补偿公里数获得有轨车辆的实际公里数，该计算过程具体可以通过以下计算逻辑实现：

L＝S+T*V

其中，L为实际公里数，S为从里程表征信息中提取出公里数值，T为预设延时时间，V为有轨车辆的实时行驶速度。需要说明的是，本申请实施例中，补偿公里数实际用于表征车载读取器120读取目标无源应答器111内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块130期间，有轨车辆的行驶长度。基于此，可以理解的是，预设延时时间的具体数值可以根据车载读取器120读取目标无源应答器111内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块130所需的时间长度确定，而该时间长度又与车载读取器120的性能参数相关，因此，本申请实施例对此不作具体限制。

进一步地，对于信息转换模块130将实际里程信息转换为定位信息的具体实现，本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，信息转换模块130可以获取有轨车辆的历史定位信息，以及行驶路线的航角，并根据历史定位信息、航角和实际里程信息，获得定位信息，历史定位信息用于表征有轨车辆的历史经纬度坐标。例如，信息转换模块130可以结合卡尔曼滤波预测方法，利用历史定位信息、航角和实际里程信息，获得用于表征有轨车辆的历史经纬度坐标，作为定位信息。此外，本申请实施例中，历史定位信息可以是有轨车辆在获取该条定位信息之前，获取的上一条定位信息，其可以是通过GNSS定位实现，也可以是通过本申请实施例提供的有轨车辆定位系统获得。

对于多个无源应答器111的设置，本申请实施例中，其可以按照预设间隔距离安装于车辆轨道上的不同位置，且这些位置可以是存在车站、桥梁、隧道等遮挡地段，也即，行驶路线上的未遮挡地段，则无需安装无源应答器111。至于预设间隔距离，实际实施时，其需要综合考虑遮挡地段的分布，例如，在较长的连续遮挡区域内，若速度传感器140的定位精度为1m，则预设间隔距离不能大于100米。此外，实际安装时，对于多个无源应答器111中的每个无源应答器111，其安装位置精度应需不低于速度传感器140的定位精度，例如，速度传感器140的定位精度为1m，则无源应答器111的安装位置精度可以为0.8m，也是可以是0.5m，本申请实施例对此不作具体限制。

进一步地，本申请实施例中，有轨车辆上还可以设置车载控制系统200，在此基础上，信息转换模块130在获取到有轨车辆的定位信息之后，还可以将定位信息发送给车载控制系统200，而具体的发送方式可以是：信息转换模块130通过标准的GNSS信息传输协议和对应的物理接口，将定位信息发送给车载控制系统200。车载控制系统200在接收到该定位信息之后，可以按照常规的GNSS信息进行处理，而无需任何修改。该过程，由于信息转换模块130是通过标准的GNSS信息传输协议和对应的物理接口，将定位信息发送给车载控制系统200的，因此，可以兼容不同厂家设计生产的车载控制系统200，从而提高有轨车辆定位系统的可应用性。

请参阅图4，为本申请实施例提供的有轨电车定位方法的流程示意图，该方法应用于图1或图3所示的有轨车辆定位系统100。需要说明的是，本申请实施例提供的有轨电车定位方法不以图4及以下所示的顺序为限制，以下结合图4对有轨电车定位方法的具体流程及步骤进行描述。

步骤S100，车载读取器读取目标无源应答器内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块，目标无源应答器为有轨车辆在运行过程中，当前车辆位置处安装的无源应答器111。

步骤S200，信息转换模块根据里程表征信息获得有轨车辆的定位信息。

由于本申请实施例提供的有轨车辆定位方法是基于与上述有轨车辆定位系统100同样的发明构思实现的，因此，有轨车辆定位方法中，每个步骤的具体描述，均可参见上述有轨车辆定位系统100实施例中对应模块或器件的相关描述，此处不作赘述。

综上所述，本申请实施例提供的有轨车辆定位系统100包括应答器集合110、车载读取器120和信息转换模块130，应答器集合110中包括多个无源应答器111，且多个无源应答器111安装于行驶路线上的不同位置，车载读取器120和信息转换模块130设置于有轨车辆上，针对多个无源应答器111中的每个无源应答器111，无源应答器111用于存储里程表征信息，以表征无源应答器111安装位置在行驶路线上对应的公里数，车载读取器120用于读取目标无源应答器111内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块130，目标无源应答器111为有轨车辆在运行过程中，当前车辆位置处安装的无源应答器111，信息转换模块130用于根据里程表征信息获得有轨车辆的定位信息。由于车载读取器120即使在遮挡地段也能够读取目标无源应答器111内存储的里程表征信息，并发送给信息转换模块130，此后，信息转换模块130又能够根据里程表征信息获得有轨车辆的定位信息。因此，处于遮挡地段GNSS定位精度较低，甚至定位不可用时，也能够通过本申请实施例提供的有轨车辆定位系统100实现精确定位。

本申请实施例提供的有轨车辆定位方法具有与上述有轨车辆定位系统100相同的有益效果，此处不作赘述。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是机械上的固定连接、可拆卸连接或一体地连接，可以是电学上的电连接、通信连接，其中，通信连接又可以是有线通信连接或无线通信连接，此外，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述仅为本申请的部分实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有轨车辆定位系统，其特征在于，包括应答器集合、车载读取器和信息转换模块，所述应答器集合中包括多个无源应答器，且所述多个无源应答器安装于行驶路线上的不同位置，所述车载读取器和所述信息转换模块设置于有轨车辆上；

针对所述多个无源应答器中的每个无源应答器，所述无源应答器用于存储里程表征信息，以表征所述无源应答器安装位置在所述行驶路线上对应的公里数；

所述车载读取器用于读取目标无源应答器内存储的里程表征信息，并发送给所述信息转换模块，所述目标无源应答器为所述有轨车辆在运行过程中，当前车辆位置处安装的无源应答器；

所述信息转换模块用于根据所述里程表征信息获得所述有轨车辆的定位信息。

2.根据权利要求1所述的有轨车辆定位系统，其特征在于，所述有轨车辆定位系统还包括速度传感器，所述速度传感器设置于所述有轨车辆上，用于检测所述有轨车辆的实时行驶速度；

所述信息转换模块用于根据所述里程表征信息和所述实时行驶速度，获得所述有轨车辆的实际里程信息，并将所述实际里程信息转换为所述定位信息，所述定位信息用于表征所述有轨车辆的经纬度坐标。

3.根据权利要求2所述的有轨车辆定位系统，其特征在于，所述信息转换模块具体用于在接收到所述里程表征信息之后，从所述里程表征信息中提取出公里数值，并获取预设延时时间与所述实时行驶速度的乘积，作为补偿公里数，以根据所述公里数值和所述补偿公里数获得所述有轨车辆的实际公里数。

4.根据权利要求2或3所述的有轨车辆定位系统，其特征在于，所述信息转换模块具体用于获取所述有轨车辆的历史定位信息，以及所述行驶路线的航角，并根据所述历史定位信息、所述航角和所述实际里程信息，获得所述定位信息，所述历史定位信息用于表征所述有轨车辆的历史经纬度坐标。

5.根据权利要求1所述的有轨车辆定位系统，其特征在于，所述信息转换模块还用于在所述有轨车辆在运行过程中，判断当前车辆位置是否处于遮挡地段，若所述当前车辆位置处于遮挡地段，则生成读取控制信号，并将所述读取控制信号发送给所述车载读取器，以供所述车载读取器在接收到所述读取控制信号时，读取目标无源应答器内存储的里程表征信息，并发送给所述信息转换模块。

6.根据权利要求5所述的有轨车辆定位系统，其特征在于，所述信息转换模块具体用于在所述有轨车辆在运行过程中，获取基于全球导航卫星系统解算所述有轨车辆的卫星信息时，所用的定位参数判断当前车辆位置是否处于遮挡地段，所述定位参数包括参与解算的卫星数量、解算状态和位置精度中的至少一者。

7.根据权利要求1所述的有轨车辆定位系统，其特征在于，所述多个无源应答器按照预设间隔距离安装于车辆轨道上的不同位置。

8.根据权利要求2所述的有轨车辆定位系统，其特征在于，所述多个无源应答器中，每个无源应答器的安装位置精度不低于所述速度传感器的定位精度。

9.根据权利要求1所述的有轨车辆定位系统，其特征在于，所述有轨车辆上设置有车载控制系统；

信息转换模块还用于将所述定位信息发送给所述车载控制系统。

10.一种有轨车辆定位方法，其特征在于，应用于权利要求1～9中任意一项上述的有轨车辆定位系统，所述有轨车辆定位方法包括：

所述车载读取器读取目标无源应答器内存储的里程表征信息，并发送给所述信息转换模块，所述目标无源应答器为所述有轨车辆在运行过程中，当前车辆位置处安装的无源应答器；

所述信息转换模块根据所述里程表征信息获得所述有轨车辆的定位信息。

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