DE102012213499A1 - vehicle tracking - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Orten eines Fahrzeugs (110) entlang einer Fahrstrecke (100), entlang derer ein Wellenleiter (50) verlegt ist, wobei bei dem Verfahren zeitlich nacheinander elektromagnetische Pulse (Pin) in den Wellenleiter (50) eingespeist werden und für jeden ausgesandten Puls jeweils zumindest ein durch fahrzeuginduzierte Rückstreuung des elektromagnetischen Pulses erzeugtes Rückstreumuster (Rm1, Rm2, Rm3) empfangen und ausgewertet wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Wellenleiter (50) entlang der Fahrstrecke (100) zumindest einen Verlängerungsabschnitt (51–55) aufweist, in dem die Länge des Wellenleiters (50) länger ist als der diesem Verlängerungsabschnitt (51–55) zugeordnete Abschnitt der Fahrstrecke (100), die zeitliche Länge (dt1–dt3) der empfangenen Rückstreumuster (Rm1, Rm2, Rm3) ausgewertet wird und ein Ortsignal (So) erzeugt wird, wenn sich die Länge (dt1–dt3) der empfangenen Rückstreumuster (Rm1, Rm2, Rm3) im zeitlichen Verlauf verlängert.The invention relates to a method for locating a vehicle (110) along a route (100) along which a waveguide (50) is laid, with the method in which electromagnetic pulses (pin) are fed into the waveguide (50) one after the other and for each transmitted pulse, at least one backscatter pattern (Rm1, Rm2, Rm3) generated by vehicle-induced backscattering of the electromagnetic pulse is received and evaluated. According to the invention it is provided that the waveguide (50) along the route (100) has at least one extension section (51-55) in which the length of the waveguide (50) is longer than the section of the route assigned to this extension section (51-55) (100), the temporal length (dt1 – dt3) of the received backscatter patterns (Rm1, Rm2, Rm3) is evaluated and a location signal (So) is generated when the length (dt1 – dt3) of the received backscatter patterns (Rm1, Rm2, Rm3) extended over time.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a method having the features according to the preamble of patent claim 1.
Ein derartiges Verfahren ist aus der internationalen Patentanmeldung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Orten eines Fahrzeugs anzugeben, das eine zuverlässige und besonders genaue Ortung ermöglicht. The invention has for its object to provide a method for locating a vehicle, which allows a reliable and very accurate location.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a method having the features according to claim 1. Advantageous embodiments of the method according to the invention are specified in subclaims.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Wellenleiter entlang der Fahrstrecke zumindest einen Verlängerungsabschnitt aufweist, in dem die Länge des Wellenleiters länger ist als der diesem Verlängerungsabschnitt zugeordnete Abschnitt der Fahrstrecke, die zeitliche Länge der empfangenen Rückstreumuster ausgewertet wird und ein Ortsignal erzeugt wird, wenn sich die Länge der empfangenen Rückstreumuster im zeitlichen Verlauf verlängert. Thereafter, the invention provides that the waveguide along the route has at least one extension section in which the length of the waveguide is longer than this extension section associated section of the route, the temporal length of the received backscatter patterns is evaluated and a location signal is generated when the Length of the received backscatter patterns extended over time.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass bei diesem eine Fahrzeugortung möglich ist, die unabhängig von der Zeitspanne zwischen dem Senden elektromagnetischer Pulse und dem Empfang der Rückstreumuster ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich eine Fahrzeugortung unabhängig von dieser Zeitspanne durchführen. Dies ist möglich, da der zumindest eine Verlängerungsabschnitt das Rückstreumuster als solcher verändert, nämlich zeitlich streckt, so dass anhand der Veränderung des Rückstreumusters als solchen, nämlich dessen Streckung, eine Fahrzeugortung auf der Fahrstrecke möglich ist. Selbst wenn sich also, beispielsweise aufgrund von Verzögerungen im Rahmen der Pulserzeugung und/oder im Rahmen der Auswertung der Rückstreumuster zeitliche Schwankungen ergeben, so haben diese keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Ortung des Fahrzeugs, da das Fahrzeug im Bereich des oder der Verlängerungsabschnitte stets ein zeitlich gestrecktes Rückstreumuster erzeugen wird, dessen Streckung unabhängig davon ist, welche Zeitdauer zwischen dem Einspeisen der Pulse in den Wellenleiter und dem Empfang bzw. der Auswertung der zugehörigen Rückstreumuster vergangen ist. A significant advantage of the method according to the invention is the fact that in this a vehicle location is possible, which is independent of the period between the transmission of electromagnetic pulses and the reception of the backscatter pattern. In the method according to the invention, a vehicle location can be carried out independently of this time period. This is possible because the at least one extension section alters the backscatter pattern as such, ie temporally stretches, so that it is possible to locate the vehicle on the route using the change of the backscatter pattern as such, namely its extension. Even if, for example, due to delays in the pulse generation and / or in the context of the evaluation of the backscatter patterns temporal variations, so these have no effect on the accuracy of the location of the vehicle, since the vehicle in the region of the extension or always a time-stretched backscatter pattern whose extension is independent of what time elapsed between the input of the pulses into the waveguide and the reception or evaluation of the associated backscatter patterns.
Um eine Ortung des Fahrzeugs an unterschiedlichen Stellen der Fahrstrecke bzw. im Bereich unterschiedlicher Stellen des Wellenleiters zu ermöglichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Fahrstrecke mit einer Mehrzahl an Verlängerungsabschnitten ausgestattet ist, die voneinander beabstandet im Wellenleiter vorgesehen sind. In order to enable a location of the vehicle at different points of the route or in the region of different locations of the waveguide, it is considered advantageous if the route is equipped with a plurality of extension sections, which are provided spaced apart in the waveguide.
Neben der erfindungsgemäß vorgesehenen Ortung des Fahrzeugs anhand der zeitlichen Rückstreumusterstreckung im Bereich der Verlängerungsabschnitte kann zusätzlich eine Ortung anhand der Zeitspanne erfolgen, die zwischen dem Aussenden der Pulse und dem Messen der zugehörigen Rückstreumuster liegt. Demgemäß wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Zeitspanne zwischen dem Einspeisen der elektromagnetischen Pulse in den Wellenleiter und dem Detektieren des jeweils zugehörigen Rückstreumusters gemessen wird und anhand der Zeitspanne ein den Ort des Fahrzeugs angebendes Entfernungssignal erzeugt wird. In addition to the inventively provided location of the vehicle on the basis of the temporal backscatter pattern extension in the region of the extension sections, a location based on the period of time, which is between the emission of the pulses and the measurement of the associated backscatter pattern in addition can be done. Accordingly, it is considered advantageous if the time interval between the feeding of the electromagnetic pulses into the waveguide and the detection of the respectively associated backscatter pattern is measured and based on the time span a distance signal indicating the location of the vehicle is generated.
Wie erläutert, kann die Ortung des Fahrzeugs also auf zweierlei Arten erfolgen, nämlich anhand der erfindungsgemäß vorgesehenen Verlängerungsabschnitte sowie darüber hinaus anhand der Zeitspannen, die zwischen dem Einspeisen der Pulse und dem Detektieren der Rückstreumuster vergeht. Falls sowohl das erfindungsgemäße Ortungssignal erzeugt als auch das als vorteilhaft angesehene Entfernungssignal gebildet wird, so ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass das Ortungssignal und das Entfernungssignal auf Plausibilität überprüft werden. As explained, the location of the vehicle can therefore take place in two ways, namely by means of the extension sections provided according to the invention and, moreover, by the time intervals which elapse between the injection of the pulses and the detection of the backscatter patterns. If both the locating signal according to the invention is generated and the distance signal regarded as advantageous is formed, it is provided according to a particularly preferred embodiment of the method that the locating signal and the distance signal are checked for plausibility.
Eine solche Plausibilitätsprüfung lässt sich in besonders einfacher Weise und damit vorteilhaft durchführen, indem im Falle der Bildung eines Ortsignals die durch das Entfernungssignal angegebene Position des Fahrzeugs mit der bekannten Position des Verlängerungsabschnitts verglichen wird. Such a plausibility check can be carried out in a particularly simple manner and thus advantageously by comparing the position of the vehicle indicated by the distance signal with the known position of the extension section in the case of the formation of a location signal.
Vorzugsweise wird ein Fehlersignal erzeugt, wenn der Abstand zwischen der durch das Entfernungssignal angegebenen Position des Fahrzeugs und der bekannten Position des Verlängerungsabschnitts einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Preferably, an error signal is generated when the distance between the position of the vehicle indicated by the distance signal and the known position of the extension portion exceeds a predetermined threshold.
Um eine Ortung des Fahrzeugs an unterschiedlichen Stellen der Fahrstrecke zu ermöglichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Wellenleiter entlang der Fahrstrecke eine Mehrzahl an Verlängerungsabschnitten aufweist, in denen die Länge des Wellenleiters jeweils länger ist als der dem jeweiligen Verlängerungsabschnitt zugeordnete Abschnitt der Fahrstrecke, und jeweils ein Ortsignal erzeugt wird, wenn sich im zeitlichen Verlauf die Länge der empfangenen Rückstreumuster verlängert. In order to enable a location of the vehicle at different points of the route, it is considered advantageous if the Waveguide along the route has a plurality of extension sections, in which the length of the waveguide is each longer than the portion of the route associated with the respective extension section, and a location signal is generated in each case, as the length of the received backscatter patterns increases over time.
Eine Absolutortung auf der Fahrstrecke lässt sich in besonders einfacher Weise und damit vorteilhaft durchführen, indem bei einem Einfahren des Fahrzeugs in die Fahrstrecke nach einem erstmaligen Erzeugen eines ersten Ortsignals das Auftreten weiterer Ortsignale gezählt wird und mit dem jeweiligen Zählerstand eine (absolute) Ortungsinformation gebildet wird. An absolute location on the route can be carried out in a particularly simple manner and thus advantageously by counting the occurrence of further location signals when the vehicle enters the route after a first generation of a first location signal and an (absolute) location information is formed with the respective meter reading ,
Um eine Absolutortung durch Zählen der Ortsignale zu vermeiden oder zu vereinfachen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Anordnung der Verlängerungsabschnitte und/oder die jeweilige Überlänge der Verlängerungsabschnitte relativ zum jeweils zugeordneten Abschnitt der Fahrstrecke eine Ortskodierung bildet und bei der Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Rückstreumuster die Ortskodierung erkannt und eine Unterscheidung der Verlängerungsabschnitte anhand der Ortskodierung vorgenommen wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, eine Absolutortung des Fahrzeugs auf der Fahrstrecke durch eine Identifikation der Verlängerungsabschnitte bzw. durch eine Dekodierung der Ortskodierung vorzunehmen. In order to avoid or simplify an absolute location by counting the location signals, it is considered advantageous if the arrangement of the extension sections and / or the respective excess length of the extension sections relative to the respective associated section of the route forms a location coding and in the evaluation of the time course of the Backscatter pattern recognizes the spatial encoding and a distinction of the extension sections is made based on the spatial encoding. This embodiment makes it possible to perform an absolute location of the vehicle on the route by an identification of the extension sections or by decoding the location coding.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das beschriebene Verfahren zum Orten von Schienenfahrzeugen eingesetzt wird, die auf einer Schienenstrecke fahren. It is considered to be particularly advantageous if the described method is used for locating rail vehicles traveling on a rail track.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Ortungseinrichtung zum Orten eines Fahrzeugs entlang einer Fahrstrecke mit einem entlang der Fahrstrecke verlegten Wellenleiter, einer Pulserzeugungseinrichtung zum Erzeugen und Einspeisen zeitlich aufeinander folgender elektromagnetischer Pulse in den Wellenleiter und einer Detektionseinrichtung zum Detektieren von durch fahrzeuginduzierte Rückstreuung erzeugten elektromagnetischen Rückstreumustern und einer Auswerteinrichtung zum Auswerten der Rückstreumuster. The invention further relates to a locating device for locating a vehicle along a driving route with a waveguide laid along the route, a pulse generating device for generating and feeding temporally successive electromagnetic pulses into the waveguide and a detection device for detecting electromagnetic backscatter patterns generated by vehicle-induced backscattering and an evaluation device for evaluating the backscatter patterns.
Bezüglich einer solchen Ortungseinrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Wellenleiter entlang der Fahrstrecke zumindest einen Verlängerungsabschnitt aufweist, in dem die Länge des Wellenleiters länger als der dem Verlängerungsabschnitt zugeordnete Abschnitt der Fahrstrecke ist, und die Auswerteinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie eine Ortung des Fahrzeugs zumindest auch unter Heranziehung der zeitlichen Länge des Rückstreumusters durchführt. With regard to such a locating device, it is provided according to the invention that the waveguide has at least one extension section along the route, in which the length of the waveguide is longer than the section of the route assigned to the extension section, and the evaluation device is designed such that it at least locates the vehicle also using the time length of the backscatter pattern performs.
Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Ortungseinrichtung sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens denen der erfindungsgemäßen Ortungseinrichtung im Wesentlichen entsprechen. With regard to the advantages of the locating device according to the invention, reference is made to the above statements in connection with the method according to the invention, since the advantages of the method according to the invention essentially correspond to those of the locating device according to the invention.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Wellenleiter entlang der Fahrstrecke eine Mehrzahl an Verlängerungsabschnitten aufweist, in denen die Länge des Wellenleiters jeweils länger als der dem jeweiligen Verlängerungsabschnitt zugeordnete Abschnitt der Fahrstrecke ist. It is considered particularly advantageous if the waveguide has a plurality of extension sections along the route, in which the length of the waveguide is longer than the section of the route assigned to the respective extension section.
Besonders einfach und damit vorteilhaft lassen sich die erfindungsgemäß vorgesehenen Verlängerungsabschnitte durch Mäanderstrukturen, Schlaufenstrukturen oder aufgewickelte oder aufgespulte Wellenleiterabschnitte bilden, demgemäß wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Wellenleiter in zumindest einem der Verlängerungsabschnitte eine Mäanderstruktur und/oder eine Schlaufenstruktur und/oder einen aufgewickelten oder aufgespulten Wellenleiteranschnitt aufweist. In a particularly simple and therefore advantageous manner, the extension sections provided according to the invention can be formed by meander structures, loop structures or wound or wound waveguide sections. Accordingly, it is considered advantageous if the waveguide in at least one of the extension sections has a meander structure and / or a loop structure and / or a wound or having coiled waveguide gate.
Besonders bevorzugt ist die Länge des Wellenleiters in den Verlängerungsabschnitten mindestens 10-mal, vorzugsweise mindestens 100-mal, größer als die Länge des jeweils zugeordneten Abschnitts der Fahrstrecke, um eine einfache und zuverlässige Ortung zu gewährleisten. Particularly preferably, the length of the waveguide in the extension sections at least 10 times, preferably at least 100 times, greater than the length of the respective associated section of the route to ensure easy and reliable location.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft The invention will be explained in more detail with reference to embodiments; thereby show by way of example
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet. For the sake of clarity, the same reference numbers are always used in the figures for identical or comparable components.
Die
Die Pulserzeugungseinrichtung
Die Detektionseinrichtung
In der
Die
Ausführungsbeispiele für die Ausgestaltung der Verlängerungsabschnitte
Die Ortungseinrichtung
Die Auswerteinrichtung
The
Durch das auf der Schienenstrecke
Die rückgestreute Strahlung läuft entgegen der Fahrtrichtung P des Schienenfahrzeugs in Richtung Koppeleinrichtung
Die Auswerteinrichtung
In der
Das Rückstreumuster Rm1 bezieht sich auf die Position des Schienenfahrzeugs gemäß
Bewegt sich nun das Schienenfahrzeug
In der
Verlässt das Schienenfahrzeug
Zusammengefasst ist die Auswerteinrichtung
Durch ein Abzählen der von der Auswerteinrichtung
Neben einer Ortung des Schienenfahrzeugs
In den
Die Auswerteinrichtung
Die Detektionseinrichtung
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Auswerteinrichtung
Eine solche Plausibilitätsprüfung kann beispielsweise derart erfolgen, dass die Auswerteinrichtung
Beispielsweise wird die Auswerteinrichtung
Die
Die
In der
Die
Aus Gründen der Übersicht ist die Ortskodierung durch eine kodierte Anordnung der Verlängerungsabschnitte
Die Ortskodierung durch eine örtliche Kodierung der Anordnung der Verlängerungsabschnitte kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass durch die Verlängerungsabschnitte binäre Kodierungsmuster gebildet werden. The spatial coding by a local coding of the arrangement of the extension sections can be effected, for example, by forming binary coding patterns by the extension sections.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. While the invention has been further illustrated and described in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10 10
- Ortungseinrichtung locating device
- 20 20
- Pulserzeugungseinrichtung Pulse generating means
- 30 30
- Detektionseinrichtung detection device
- 40 40
- Koppeleinrichtung coupling device
- 50 50
- Wellenleiter waveguides
- 50a 50a
- Wellenleiterende Waveguide end
- 51–55 51-55
- Verlängerungsabschnitte extension sections
- 60 60
- Auswerteinrichtung evaluation
- 100 100
- Schienenstrecke railway line
- 110 110
- Schienenfahrzeug track vehicle
- 110’ 110 '
- Schienenfahrzeugposition Rail vehicle position
- 110’’ 110 ''
- Schienenfahrzeugposition Rail vehicle position
- 200 200
- Absorptionseinrichtung absorber
- 300 300
- Verlängerungsabschnitt extension section
- 310 310
- Wellenleiterspule Fiber coil
- 320 320
- Mäanderabschnitt meander
- dt1 dt1
- Länge des Rückstreumusters Length of the backscatter pattern
- dt2 dt2
- Länge des Rückstreumusters Length of the backscatter pattern
- dt3 dt3
- Länge des Rückstreumusters Length of the backscatter pattern
- F F
- Fehlersignal error signal
- Ir(t) Ir (t)
- rückgestreute Strahlung backscattered radiation
- Ls ls
- Entfernung/Ort Distance / City
- Ms ms
- Pfeil/Schwingung Arrow / vibration
- P P
- Pfeilrichtung/Fahrtrichtung Arrow / direction
- Pin Pin code
- elektromagnetische Pulse electromagnetic pulses
- Rm1 Rm1
- Rückstreumuster Backscatter
- Rm2 R m2
- Rückstreumuster Backscatter
- Rm3 rm3
- Rückstreumuster Backscatter
- Se se
- Entfernungssignal distance signal
- So So
- Ortsignal location signal
- T1 T1
- Zeitspanne Period of time
- T2 T2
- Zeitspanne Period of time
- T3 T3
- Zeitspanne Period of time
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |