SE515571C2

SE515571C2 - Device and method for determining the position of a tracked vehicle

Info

Publication number: SE515571C2
Application number: SE0000827A
Authority: SE
Inventors: Thomas Engelberg; Franz Mesch; Eckehard Schnieder; Leon Fernando Puente
Original assignee: Daimler Chrysler Ag
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-03
Also published as: SE0000827D0; WO2001066401A1; WO2001066401A9; AU2001260105A1; SE0000827L

Abstract

A device for determining the position of a rail-bound vehicle (1), comprising at least one sensor (2, 2b) adapted to generate a signal dependent upon irregularities in the track caused by rail components arranged on or in connection to the rail track, a memory means (5) adapted to store information about the position of the rail components along the route of travel of the vehicle and necessary features for identifying the rail components, an identifying means (6) adapted to detect and identify the rail components by comparing said signal with the stored features, a calculating means (7) adapted to determine the position of the vehicle based upon the identified rail components and their stored position. A method to determine the position of a rail-bound vehicle whereby position and characteristic features of rail components arranged on or in connection to the rail track are registered and stored in advance. During a signal dependent upon irregularities caused by said rail components is generated. The signal is compared to the stored characteristic features, whereby the rail components are detected and identified, and the position of the vehicle is determined based upon the identified rail components and their stored position.

Description

. . I - I n m CA m en ' -1 .A konventionella varvräknare kopplade till fordonets hjul. En nack- del med denna metod är att hjulet ibland slirar under drift, exem- pelvis när fordonet bromsas, och detta orsakar mätfel. Andra kända metoder att mäta hastigheten är med Dopplerradarsystem eller med ett nyligen utvecklat korrelationssystem som använder virvelströmsdetektorer. Nackdelen med att integrera hastigheten för att få fram positionen är att de systematiska felen, såsom fel- kalibrerade instrument, också integreras. Detta innebär att fel som från början var små blir stora efter integreringen. . . I - I n m CA m a '-1 .A conventional tachometer connected to the vehicle's wheels. A disadvantage of this method is that the wheel sometimes slips during operation, for example when the vehicle is braked, and this causes measurement errors. Other known methods of measuring speed are with Doppler radar systems or with a newly developed correlation system that uses eddy current detectors. The disadvantage of integrating the speed to obtain the position is that the systematic errors, such as incorrectly calibrated instruments, are also integrated. This means that errors that were small from the beginning become large after the integration.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en anordning och ett förfarande som med hög tillförlitlighet bestämmer positio- nen för ett spårbundet fordon och som arbetar oberoende av sta- tionära signalsystem anordnade utanför fordonet.DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a device and a method which with high reliability determines the position of a track-bound vehicle and which operate independently of stationary signaling systems arranged outside the vehicle.

Vad som kännetecknar en anordning och ett förfarande enligt uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.What characterizes a device and a method according to the invention is stated in the appended claims.

Genom att i förväg lagra information, såsom position och känne- tecken, för ett antal topologiska ojämnheter i spåret orsakade av spårkomponenter, exempelvis växlar, skenskarvar och ledskenor längs med fordonets tänkbara färdvägar och att sedan under färd identifiera dessa spårkomponenter, kan fordonets position be- stämmas med hög tillförlitlighet och oberoende av signalsystem anordnade utanför fordonet. Den höga tillförlitligheten bibehålles vid svåra yttre förhållanden, exempelvis i tunnlar.By pre-storing information, such as position and characteristics, for a number of topological irregularities in the track caused by track components, such as gears, rail joints and guide rails along the vehicle's possible routes and then identifying these track components during travel, the vehicle's position can be determined. matched with high reliability and independent of signaling systems arranged outside the vehicle. The high reliability is maintained in difficult external conditions, for example in tunnels.

Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att anvisa en anord- ning och ett förfarande som med stor noggrannhet bestämmer positionen för ett spårbundet fordon. Ändamålet uppnås genom att fordonets position mellan de detekterade spårkomponenterna interpoleras fram utgående från fordonets integrerade hastighet.A further object of the invention is to provide a device and a method which with great accuracy determine the position of a track-bound vehicle. The object is achieved by interpolating the position of the vehicle between the detected track components based on the integrated speed of the vehicle.

Eftersom avståndet mellan spårkomponenterna i allmänhet är li- tet så är felet i positionen från den integrerade hastigheten för- sumbar. 10 15 20 25 30 35 . » = » 1 e en -\...:: cn.=..f cri" ~ nun-Ä Ändamålet kan också uppnås genom att detektera och räkna skenfästen och utgående från antalet detekterade skenfästen interpolera fram fordonets position mellan de detekterade spår- komponenterna.Since the distance between the track components is generally small, the error in the position from the integrated speed is negligible. 10 15 20 25 30 35. »=» 1 e en - \ ... :: cn. = .. f cri "~ nun-Ä The purpose can also be achieved by detecting and counting rail brackets and based on the number of detected rail brackets interpolate the vehicle's position between the detected tracks. the components.

FIGURBESKRIVNING Utföringsexempel av anordningen enligt uppfinningen skall här- efter beskrivas med stöd av de bifogade ritningarna.DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Embodiments of the device according to the invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

Figur 1 visar ett spårbundet fordon med ett en anordning för att bestämma fordonets position enligt uppfinningen visat i form av ett blockschema. visar ett skenfåste. visar signalens utseende när en differentialdetektor passerar ett skenfåste.Figure 1 shows a track-bound vehicle with a device for determining the position of the vehicle according to the invention shown in the form of a block diagram. shows a rail mount. shows the appearance of the signal when a differential detector passes a rail mount.

Figur 2a Figur 2b Figur 3a visar en växel inställd för färd längs med en förgrening av spåret.Figure 2a Figure 2b Figure 3a shows a gear set for travel along a branch of the track.

Figur 3b visar signalens utseende när detektorn passerar växeln i figur 3a.Figure 3b shows the appearance of the signal when the detector passes the gear in Figure 3a.

Figur 4a visar en växel inställd för färd längs med ett huvudspår.Figure 4a shows a gear set for travel along a main track.

Figur 4b visar signalens utseende när detektorn passerar växeln i figur 4a.Figure 4b shows the appearance of the signal when the detector passes the gear in Figure 4a.

Figur 5a visar det sparade kännetecknet för att identifiera en växeL Figur 5b visar signalen när fordonet passerar ett antal olika spår- komponenter.Figure 5a shows the stored characteristic for identifying a gear. Figure 5b shows the signal when the vehicle passes a number of different track components.

Figur 5c visar resultaten av en korskorrelering mellan det lagrade kännetecknet och signalen.Figure 5c shows the results of a cross-correlation between the stored feature and the signal.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Figur 1 visar principen för hur positionen för ett spårbundet for- don 1 bestäms enligt uppfinningen. På fordonet är två detektorer 2a, 2b anordnade på avståndet l från varandra i fordonets färd- riktning. Detektorerna kan exempelvis monteras på boggin. De- 10 15 20 25 30 35 , . _ . l u (ﬂ -J (71 4- ef' ~q ...à tektorerna genererar två signaler s1(t) och s2(t) som är väsentli- gen lika förutom ett tidsskift T som beror av fordonets hastighet v och avståndet l mellan detektorerna, enligt formeln T = I / v.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Figure 1 shows the principle of how the position of a track-bound vehicle 1 is determined according to the invention. On the vehicle, two detectors 2a, 2b are arranged at a distance 1 from each other in the direction of travel of the vehicle. The detectors can, for example, be mounted on the bogie. De- 10 15 20 25 30 35,. _. lu (ﬂ -J (71 4- ef '~ q ... à the detectors generate two signals s1 (t) and s2 (t) which are substantially equal except for a time shift T which depends on the speed v of the vehicle and the distance l between the detectors, according to the formula T = I / v.

Signalerna som detektorerna genererar beror av ojämnheter i spåret till exempel orsakade av spårkomponenter anordnade på eller i anslutning till spåret. Exempel på spårkomponenter är växlar, korsningar, spårskarvar och skenfästen.The signals generated by the detectors are due to irregularities in the track, for example caused by track components arranged on or adjacent to the track. Examples of track components are gears, crossings, track joints and rail mounts.

Vid valet av detektortyp är det viktigt att detektorn klarar olika vädertyper och tål nedsmutsning. Detektorer som uppfyller dessa krav och som är särskilt väl lämpade för att användas för detta ändamål är virvelströmsdetektorer som beröringsfritt registrerar inhomogeniteter i skenområdet genom att detektera förändringar i de lokala elektromagnetiska egenskaperna. Exempel på en dif- ferentialdetektor visas i kapitel 3.1 ett dokument publicerat på lMKEKO-XV World Congress, Osaka, Japan 13-18 juni, 1999 med rubriken ”Non-contact speed and distance measurement of rail vehicles using eddy current sensors". Andra fördelar med vir- velströmsdetektorer av differentialtyp är att deras signaler till en viss grad är oberoende av sidorörelser och avståndsvariationer mellan detektorerna och skenorna. Andra detektortyper är också möjliga att använda t.ex. radardetektorer.When choosing a detector type, it is important that the detector withstands different weather types and can withstand soiling. Detectors which meet these requirements and which are particularly well suited for use for this purpose are eddy current detectors which register non-contact inhomogeneities in the rail area by detecting changes in the local electromagnetic properties. An example of a differential detector is shown in chapter 3.1, a document published at lMKEKO-XV World Congress, Osaka, Japan, June 13-18, 1999, entitled "Non-contact speed and distance measurement of rail vehicles using eddy current sensors". with differential-type eddy current detectors is that their signals are to a certain extent independent of lateral movements and distance variations between the detectors and the rails.Other types of detectors are also possible to use, for example, radar detectors.

För att kunna detektera och identifiera spårkomponenter räcker det med en signal, men den signalen måste vara rumsberoende, d.v.s. den får inte vara beroende av tågets hastighet. Eftersom signalerna s1(t) och s2(t) är tidsberoende så krävs en övergång till en hastighetsoberoende framställning av åtminstone någon av signalerna. En av signalerna matas till ett skalningsorgan 3 där signalen omvandlas så att den istället blir rumsberoende s(x).In order to be able to detect and identify track components, a signal is sufficient, but that signal must be space-dependent, i.e. it must not depend on the speed of the train. Since the signals s1 (t) and s2 (t) are time-dependent, a transition to a speed-independent production of at least one of the signals is required. One of the signals is fed to a scaling means 3 where the signal is converted so that it instead becomes space-dependent s (x).

Skalningen utförs enligt ekvationen x = v ' t. För att kunna utföra skalningen behövs kännedom om tågets hastighet v. Hastigheten v erhålles från ett korrelatororgan 4. Signalerna s1(t) och s2(t) matas till korrelatororganet 4 som först beräknar tidsskiftet T mellan signalerna och sedan, utgående från tidsskiftet T, beräk- nar hastigheten v. 10 15 20 25 30 35 » - - | » - štšfš7i nu 5, Det är möjligt att använda bara en detektor om tågets hastighet erhålles på något annat sätt, men ju fler detektorer som används desto bättre kvalitet kan erhållas på signalen vilket i sin tur ger ett robustare detekteringsförfarande. För att erhålla en bättre signal för identifieringen, kan signalerna från båda detektorerna i figur 1 slås ihop, exempelvis genom medelvärdesbildning. För att ytterligare förbättra kvaliteten på signalen så kan fler än två de- tektorer anordnas tätt efter varandra i färdriktningen och signa- lerna sammanlagras med någon sensorfusionsmetod.The scaling is performed according to the equation x = v 't. In order to be able to perform the scaling, knowledge of the train speed v is needed. The speed v is obtained from a correlator means 4. The signals s1 (t) and s2 (t) are fed to the correlator means 4 which first calculates the time shift T between the signals and then, starting from the time shift T, calculates the speed v. 10 15 20 25 30 35 »- - | »- štšfš7i nu 5, It is possible to use only one detector if the speed of the train is obtained in some other way, but the more detectors used the better the quality of the signal can be obtained which in turn provides a more robust detection procedure. In order to obtain a better signal for the identification, the signals from both detectors in Figure 1 can be combined, for example by averaging. To further improve the quality of the signal, more than two detectors can be arranged close to each other in the direction of travel and the signals can be stored together with any sensor fusion method.

I syfte att kunna identifiera spårkomponenter i signalen s(x) lag- ras nödvändiga kännetecken för att kunna identifiera spårkompo- nenterna. Dessa kännetecken lagras i ett minnesorgan 5. l min- nesorganet 5 lagras också en spårkarta över spårnätet vilken in- nehåller uppgifter om aktuella färdvägarna för fordonet. I spår- kartan som utgörs av en databas lagras information om spårkom- ponenterna i spårnätet och deras position. För detektering och identifiering av spårkomponenter jämförs den skalade signalen s(x) med de i minnesorganet 5 lagrade kännetecken i ett identifi- eringsorgan 6. För jämförelsen mellan de lagrade kännetecknen och detektorsignalen kan med fördel användas någon känd me- tod för korskorrelering. När en spårkomponent har identifierats kan fordonets nya position bestämmas med hjälp av den lagrade spårkartan. Positionsbestämningen sker i ett beräkningsorgan 7.In order to be able to identify track components in the signal s (x), the necessary characteristics are stored to be able to identify the track components. These characteristics are stored in a memory means 5. In the memory means 5, a track map of the track network is also stored, which contains information about the current routes of the vehicle. The track map, which consists of a database, stores information about the track components in the track network and their position. For detecting and identifying trace components, the scaled signal s (x) is compared with the characteristics stored in the memory means 5 in an identification means 6. For the comparison between the stored characteristics and the detector signal, any known method for cross-correlation can be used to advantage. Once a track component has been identified, the new position of the vehicle can be determined using the stored track map. The position determination takes place in a calculation means 7.

På detta vis kan den exakta positionen bestämmas vid varje spårkomponent. För att även erhålla en positionsbestämning mellan spårkomponenterna, beräknas avståndet mellan den se- nast passerade spårkomponenten och fordonet genom att integ- rera fordonets hastighet. Hastigheten som integreras kan exem- pelvis erhållas från en konventionell hastighetsmätare monterade på hjulen. Ett annat sätt att erhålla en positionsbestämning mel- lan spårkomponenterna är att detektera och räkna skenfästen.In this way, the exact position can be determined at each track component. In order to also obtain a position determination between the track components, the distance between the most recently passed track component and the vehicle is calculated by integrating the vehicle's speed. The integrated speed can be obtained, for example, from a conventional speedometer mounted on the wheels. Another way to obtain a position determination between the track components is to detect and count rail brackets.

Om antalet skenfästen och deras position finns lagrade, kan po- sitionen bestämmas vid varje skenfäste. 10 15 20 25 30 35 ~ | - V f. 5156571 Figur 2a visar en skena 9 med ett skenfäste 10. Figur 2b visar hur den skalade signalen s(x) ser ut när en differentialdetektor passerar skenan och skenfästet. Detektorn ger ett tydligt utslag när den passerar över skenfästet men ger inget utslag för den homogena skenan. Vilka ojämnheter som kan detekteras och de- ras storlek bestäms av detektorns avstånd z till skenans över- kant.If the number of rail brackets and their position are stored, the position can be determined at each rail bracket. 10 15 20 25 30 35 ~ | - V f. 5156571 Figure 2a shows a rail 9 with a rail bracket 10. Figure 2b shows what the scaled signal s (x) looks like when a differential detector passes the rail and the rail bracket. The detector gives a clear result when it passes over the rail bracket but does not give a result for the homogeneous rail. The irregularities that can be detected and their size are determined by the detector's distance z to the top of the rail.

Positionsbestämningen enligt uppfinningen baserar sig på att fordonets färdväg följs i spàrkartan genom att spårkomponenter- na identifieras allteftersom fordonet passerar dem och att mot- svarande spårkomponent återfinns i spårkartan. För att kunna följa fordonets väg i spàrkartan år det särskilt viktigt att känna igen förgreningar och korsningar. Vid identifieringen av en växel så räcker det inte med att identifiera att det är en växel utan väx- elns läge måste också identifieras.The position determination according to the invention is based on the vehicle's route being followed in the track map by identifying the track components as the vehicle passes them and that the corresponding track component is found in the track map. In order to be able to follow the vehicle's path in the savings map, it is especially important to recognize branches and intersections. When identifying a gear, it is not enough to identify that it is a gear, but the position of the gear must also be identified.

En typisk växel innefattar i sig flera olika typer av spårkompo- nenter såsom en växeltunga, ledskenor och ett korsningsstycke.A typical gear includes in itself several different types of track components such as a gear tongue, guide rails and a cross piece.

Signalerna från dessa komponenter kan användas för att be- stämma växelns läge, det vill säga om den år inställd för färd rakt fram på huvudspåret eller om den är inställd för färd längs en förgrening av spåret. Figur 3a visar en typisk växel inställd för färd längs en förgrening av spåret. Pilarna i figuren visar hur detektorn 2a rör sig längs spåret när fordonet passerar växeln.The signals from these components can be used to determine the position of the gear unit, ie if it is set for travel straight ahead on the main track or if it is set for travel along a branch of the track. Figure 3a shows a typical gear set for travel along a branch of the track. The arrows in the figure show how the detector 2a moves along the track when the vehicle passes the gear.

Detektorn passerar först en spårtunga 20 och sedan en ledskena 21. Figur 3b visar signalen s(x) från detektorn när fordonet pas- serar växeln. Både passagen av växeltungan och ledskenan framgår tydligt av signalen. Ökningen av signalamplituden när detektorn passerar ledskenan hänför sig framförallt till fästdetal- jer i ledskenan vilka skjuter fram över skenkanten.The detector first passes a track tongue 20 and then a guide rail 21. Figure 3b shows the signal s (x) from the detector when the vehicle passes the gear. Both the passage of the gear tongue and the guide rail are clearly visible from the signal. The increase in the signal amplitude when the detector passes the guide rail is mainly related to fastening details in the guide rail which protrude beyond the rail edge.

Figur 4a visar samma växel som i figur 3a men växeln är inställd för färd rakt fram längs huvudspåret. l det här fallet så passerar detektorn 2a först spetsen av växeltungan 22, därefter ett skarv- järn 23 för förstärkning av tungskenan och slutligen ett kors- stycke 24. Signalen från detektorn när den passerar växeln i 10 15 20 25 30 35 » - - . »o šis 571 detta läge visas i figur 4b. Som framgår av figur 3b och 4b så skiljer sig signalerna tydligt åt beroende på växelns läge, d.v.s. växelläget syns tydligt i signalmönstret.Figure 4a shows the same gear as in figure 3a, but the gear is set for travel straight ahead along the main track. In this case, the detector 2a first passes the tip of the gear tongue 22, then a splice iron 23 for reinforcing the tongue rail and finally a crosspiece 24. The signal from the detector as it passes the gear in 10 15 20 25 30 35 »- -. »O šis 571 this mode is shown in Figure 4b. As can be seen from Figures 3b and 4b, the signals clearly differ depending on the position of the gear, i.e. the gear position is clearly visible in the signal pattern.

För att kunna identifiera olika spårkomponenter så måste deras karakteristiska kännetecken finnas lagrade i förväg. Det finns fle- ra sätt att lagra kännetecken för spårkomponenterna. I en första utföringsform lagras gemensamma karakteristika för varje typ av spårkomponent. För att ta fram de karakteristiska kännetecken registreras, under en tidigare färd, signalen från detektorn när den passerar över olika typer av spårkomponenter. Signalen har olika utseende beroende på typ av spårkomponent. För varje typ av spårkomponent extraheras ur den registrerad signalen typiska geometriska särdrag såsom läge, varaktighet och amplitud, vilka utgör de karakteristiska kännetecknen som sedan kommer att ligga till grund för typbestämningen. På så vis erhålles en lista med ett antal olika typer av spårkomponenter och deras karakte- ristiska kännetecken. För varje typ av växel lagras kännetecken som karakteriserar dess olika växellägen. l spårkartan lagras för varje spårkomponent i spårnätet informa- tion om dess typ och position. Vid identifieringen som sker under färd bestäms typen av spårkomponent, exempelvis om det är en skenskarv, en ledskena eller en växel, genom att extrahera sig- nalens kännetecken och jämföra dessa med kännetecknen i lis- tan. Om det är en växel bestäms även växelns läge. Eftersom det är känt var i spårkartan fordonet befinner sig, d.v.s. den senast bestämda positionen, så är det också känt vilken typ av spår- komponent som förväntas komma härnäst. Den identifierade spårkomponentens typ jämförs med den förväntade typen från spårkartan och om de överensstämmer så kan fordonets nya po- sition hämtas från spårkartan. Är spårkomponenten en växel be- stämmer växelläget vilken som är nästa spårkomponent i spår- kartan. l en andra utföringsform lagras istället särskilda kännetecken, i form av en mönstersignal, för enskilda spårkomponent utefter 10 15 20 25 . | » . 1 v 5158571 färdvägen. Mönstersignalen lagras tillsammans med spàrkompo- nentens position i spàrkartan. På så sätt kan individuella spår- komponent igenkännas. Under färd räcker det med att identifiera de individuella spårkomponenterna för få fram fordonets position. ldentifieringen baserar sig på en korrelering av de lagrade mönstersignalerna med signalen från detektorn. Att identifiera enskilda komponenter utefter färdvägen kräver dels mycket min- ne för att lagra kännetecknen för alla enskilda spårkomponenter och dels mycket datorkapacitet för att kunna utföra alla jämförel- ser som behövs för att identifiera spårkomponenten. En möjlighet är att använda en kombination av dessa båda utföringsformer.In order to be able to identify different track components, their characteristic features must be stored in advance. There are several ways to store characteristics of the track components. In a first embodiment, common characteristics are stored for each type of track component. In order to obtain the characteristic features, during a previous journey, the signal from the detector is registered when it passes over different types of track components. The signal has a different appearance depending on the type of track component. For each type of track component, typical geometric features such as position, duration and amplitude are extracted from the recorded signal, which constitute the characteristic features which will then form the basis for the type determination. In this way, a list is obtained with a number of different types of track components and their characteristic features. For each type of gear, characteristics are stored that characterize its different gear positions. In the track map, information about its type and position is stored for each track component in the track network. During the identification that takes place while traveling, the type of track component is determined, for example whether it is a rail joint, a guide rail or a gear, by extracting the signal's characteristics and comparing these with the characteristics in the list. If it is a gear, the position of the gear is also determined. Since it is known where in the track map the vehicle is located, i.e. the most recently determined position, it is also known which type of track component is expected to come next. The type of track component identified is compared with the expected type from the track map and if they match, the vehicle's new position can be retrieved from the track map. If the track component is a gear, the gear position determines which is the next track component in the track map. In a second embodiment, special features, in the form of a pattern signal, are stored instead for individual track components along the surface. | ». 1 v 5158571 route. The pattern signal is stored together with the position of the track component in the track map. In this way, individual track components can be recognized. While driving, it is sufficient to identify the individual track components to obtain the position of the vehicle. The identification is based on a correlation of the stored pattern signals with the signal from the detector. Identifying individual components along the route requires a lot of memory to store the characteristics of all individual track components and a lot of computer capacity to be able to perform all comparisons needed to identify the track component. One possibility is to use a combination of these two embodiments.

Exempelvis kan enskilda växlar identifieras medan övriga spår- komponenter typbestäms. l detta utförande måste spårkartan kompletteras med mönstersignaler för alla enskilda växlar i spår- nätet.For example, individual gears can be identified while other track components are typed. In this embodiment, the track map must be supplemented with pattern signals for all individual switches in the track network.

Figurerna 5a, 5b visar ett exempel på identifiering av en indivi- duell växel. Figur 3a visar en mönstersignal för en växel. Möns- tersignalen har registrerats under en tidigare färd över växeln och finns lagrad i minnesorganet. Figur 3b visar hur signalen från detektorn ser ut när den först passerar en skenskarv 30, sedan en växel 31 och sedan ytterligare en skenskarv 32. Figur 3c visar resultatet av en direkt korskorrelering mellan den lagrade möns- tersignalen i figur 3a och detektorsignalen i figur 3b. Den korrele- rade signalen uppvisar ett tydligt maximum 33 när detektorn pas- serar växeln.Figures 5a, 5b show an example of identifying an individual gear. Figure 3a shows a pattern signal for a gear. The pattern signal has been registered during a previous trip over the gear unit and is stored in the memory device. Figure 3b shows what the signal from the detector looks like when it first passes a rail joint 30, then a gear 31 and then another rail joint 32. Figure 3c shows the result of a direct cross-correlation between the stored pattern signal in Figure 3a and the detector signal in Figure 3b . The correlated signal shows a clear maximum 33 when the detector passes the gear.

Claims

10 15 20 25 30 35 sis 571 PATENTKRAV

Device for determining the position of a track-bound vehicle, characterized in that it comprises - at least one detector (2a, 2b) arranged to generate a signal due to irregularities in the track caused by track components arranged on or adjacent to the track, - memory means (5) arranged to store information about the position of the track components along the route of the vehicle and necessary characteristics to be able to identify the track components, - identification means (6) arranged to detect and identify track components by comparing said signal with the stored characteristics, - calculation means (7) arranged to determine the position of the vehicle on the basis of the identified track components and their stored position.

Device according to claim 1, characterized in that the generated signal is time-dependent and that the device comprises means (3) for, based on the speed of the vehicle, scaling the signal so that it instead becomes space-dependent.

Device according to claim 1 or 2, characterized by the calculating means (7) is arranged to, based on the integrated speed of the vehicle, interpolate the position of the vehicle between the detected track components.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the identification means (6) is arranged to detect rail mounts and that the calculation means (7) is arranged to, based on the number of detected rail mounts, interpolate the position of the vehicle between the detected track components. . 10 15 20 25 30 35 5151371

Device according to claims 1 - 3, characterized in that it comprises two substantially equal detectors (2a, 2b) arranged in the vehicle and at a distance from each other in the direction of travel of the vehicle.

Device according to claim 5, characterized in that it comprises a correlator means (4) arranged to calculate the speed of the vehicle on the basis of the time shift between the signals from the two detectors (2a, 2b).

Device according to claims 1 - 6, characterized in that said detector is an eddy current detector.

Device according to claim 1, characterized in that the identification means (6) is arranged to identify the track components by cross-correlating the generated signal and the stored characteristics.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device is arranged for mounting on the vehicle.

Device according to Claim 1, characterized in that the memory means (7) is arranged for storing a digital track map.

Device according to Claim 1, characterized in that the track components comprise gears, crossings and rail joints.

Device according to Claim 1 or 11, characterized in that the track components comprise gear tongues, guide rails and crossings.

Method for determining the position of a track-bound vehicle, characterized in that - the position and characteristic characteristics of track components arranged on or adjacent to the track are recorded and stored in advance, 10 15 20 25 30 35. . . . t, beat 571 - a signal is generated during travel due to irregularities in the track caused by said track components, - the signal is compared with the stored characteristic characteristics whereby the track components are detected and identified, and - the position of the vehicle is determined on the basis of the identified track components and their stored position.

Method according to claim 13, characterized in that characteristic features of a number of different types of track components are stored in advance, and that the type of track component is identified in the comparison.

Method according to claim 14, characterized in that a track map is stored in advance, which contains information on the type and position of track components along the route of the vehicle, and that the next position is determined on the basis of the type of track component and the stored track map.

Method according to claims 13-15, characterized in that information on characteristic features of individual track components along the route of the vehicle is stored in advance and that in said comparison the individual track components are identified.

Method according to Claims 13 to 16, characterized in that before the signals are compared with the characteristic features, the signals are scaled so that they become independent of the speed of the vehicle.

Method according to claims 13-17, characterized in that the distance between the vehicle and the last detected track component is calculated by integrating the speed of the vehicle.

Method according to Claim 17 or 18, characterized in that the speed of the vehicle is calculated on the basis of the time change between the signals from two substantially equal detectors which are arranged at a distance from one another in the direction of travel of the vehicle.

Method according to claim 13, characterized in that the comparison between the generated signal and the stored characteristic features is performed by means of cross-correlation.