车辆位置确定系统及使用其的方法_2

文档序号:9601882阅读:来源:国知局
的信号发生器接收。在一些实施例中,主RF信号由发射器/检测器阵列200内的信号发生器产生。在一些实施例中,主RF信号的波长对于车辆而言是唯一的。在一些实施例中,主RF信号的波长可调谐。在一些实施例中,主RF信号的波长在射频信号波长范围内。在一些实施例中,主RF信号的波长在红外频率波长范围内。
[0021]在操作中,加法电路206接收主RF信号,并发送主RF信号至分离器204,继而提供主RF信号给天线202中的至少一根。天线202将主RF信号转换成询问信号,并发送询问信号。在一些实施例中,天线202连续发送询问信号。在一些实施例中,天线202以脉冲方式发送询问信号。天线也接收来自于沿轨道的定位元件的反射信号。在一些实施例中,反射信号是询问信号的调制反射。在一些实施例中,反射信号包括收发机的唯一识别代码。在一些实施例中,反射信号是询问信号的非调制反射。
[0022]天线202将反射信号转换检测信号,并发送检测信号至各自的分离器204。分离器204分裂检测信号,并发送分裂的检测信号至加法电路206及差分电路204。加法电路206确定分裂的检测信号之和,并发送该和至相位比较器210及位置确定单元212。差分电路208确定分裂的检测信号之差,并发送该差至相位比较器210。
[0023]相位比较器210确定和与差之间的相位差。相位比较器210输出确定的相位差。如果确定的相位差为零,相位比较器210确定反射定位元件,比如半波长反射器,与每根天线202的距离相等。基于天线202的接收信号之间的相位差来确定车辆的位置提高了位置确定的准确度。位置检测单元212接收来自于加法电路206之和,位置检测单元212也接收确定的相位差并确定加法电路206之和是否在最高振幅。如果相位差等于零且和处于最高振幅时,车辆直接在反射定位元件上方。在一些实施例中,发射器/检测器阵列200在小于3厘米的误差内确定车辆相对于反射定位元件的位置。
[0024]天线202也检测来自于收发机的调制反射信号。在一些实施例中,独立的天线检测来自于收发机的调制反射信号。在操作中,发射器/检测器阵列200接收调制反射信号并发送调制反射信号给V0BC 102 (图1)。在一些实施例中,发射器/检测器阵列200识别收发机的唯一识别代码并发送唯一识别代码给V0BC 102。在一些实施例中,发射器/检测器阵列200发送调制反射信号给V0BC 102,V0BC识别收发机的唯一识别代码。
[0025]图3是根据一个或多个实施例的车载发射器/检测器阵列300的方块图。发射器/检测器阵列300类似于发射器/检测器阵列200,发射器/检测器阵列300不包括差分电路208。发射器/检测器阵列300中的相似元件用发射器/检测器阵列200中的相应的参考编号加100来标明。相位比较器310配置成确定由分离器304直接接收的反射信号的相位差。
[0026]在操作中,询问信号在一根天线302a上传送。在一些实施例中,天线302a连续发送询问信号。在一些实施例中,天线302a以脉冲方式发送询问信号。天线302a与天线302b接收来自于沿轨道的定位元件的反射信号。天线302将反射信号转换成检测信号,并发送检测信号至各自的分离器304。分离器304分离检测信号,并传递分离的信号至加法电路306与相位比较器310。加法电路306确定分裂的检测信号之和,并发送该和给位置确定单元312。
[0027]相位比较器310确定由分离器304直接接收的信号之间的相位差。相位比较器310输出确定的相位差。位置确定单元312接收来自于加法电路306之和,位置确定单元312也接收确定的相位差,并确定来自于加法电路306之和是否在最高振幅。如果相位差等于零且和处于最高振幅时,车辆直接在反射定位元件上方。在一些实施例中,发射器/检测器阵列300在小于3厘米的误差内确定车辆相对于反射定位元件的位置。
[0028]天线302也检测来自于收发机的调制反射信号。在一些实施例中,独立的天线检测来自于收发机的调制反射信号。在操作中,发射器/检测器阵列300接收调制反射信号并发送调制反射信号给V0BC 102 (图1)。在一些实施例中,发射器/检测器阵列300识别收发机的唯一识别代码并发送唯一识别代码给V0BC 102。在一些实施例中,发射器/检测器阵列300发送调制反射信号给V0BC 102,V0BC识别收发机的唯一识别代码。
[0029]图4是根据一个或多个实施例的沿轨道402设置的车辆位置确定装置400的示意图。车辆位置确定装置400包括具有唯一识别代码的收发机404。车辆位置确定装置400进一步包括沿轨道402设置的第一反射定位元件406a及第二反射定位元件406b,第一反射定位元件406a及第二反射定位元件406b在沿轨道的收发机404的相对侧隔开。第一反射定位元件406a与收发机404隔开第一距离D1,第二反射定位元件406b与收发机404隔开第二距离D2。第一距离D1不同于第二距离D2。车辆位置确定装置400也包括外部控制系统408,配置成与收发机404及车辆410通信。为了易于解释,图4仅显示了一部分车辆410。位置确定系统412设置在车辆410上。位置确定系统412位于车辆410的轮轴上。在一些实施例中,位置确定系统412位于车辆410的底盘上,车辆内,车辆的侧板上或车辆的另一适合位置上。
[0030]轨道402是双导轨轨道。在一些实施例中,轨道402是单导轨轨道。在一些实施例中,轨道402是无导轨轨道。
[0031]收发机404配置成接收来自于位置确定系统412的询问信号,并发送包含对应收发机的唯一识别代码的调制反射信号。收发机404位于轨道402的导轨之间。在一些实施例中,收发机404位于轨道402的路旁。
[0032]第一反射定位元件406a及第二反射定位元件406b配置成反射询问信号,而无需调制或修改反射信号。第一反射定位元件406a及第二反射定位元件406b位于轨道402的导轨之间。在一些实施例中,第一反射定位元件406a及第二反射定位元件406b位于轨道402的导轨之外,轨道路旁上的支撑装置上,隧道的墙壁上,或其他适合的位置。在一些实施例中,第一反射定位元件406a及第二反射定位元件406b是半波长反射器。半波长反射器在行驶方向上的尺寸约等于询问信号的波长的一半。在一些实施例中,第一反射定位元件406a及第二反射定位元件406b包括铜,招或其他适合的反射材料。
[0033]第一反射定位元件406a及第二反射定位元件406b在一维上与收发机404隔开。在一些实施例中,只要沿轨道402行驶方向上的收发机与第一定位元件及第二定位元件之间的距离已知,第一反射定位元件406a及第二反射定位元件406b在二维或三维上与收发机404隔开。第一距离D1大于第二距离D2。在一些实施例中,第二距离D2大于第一距离D1在一些实施例中,省略第二反射定位元件406b。
[0034]外部控制408位于轨道402的路旁。在一些实施例中,外部控制408是分散式控制。在一些实施例中,外部控制408是集中式控制。外部控制408配置成与车辆410上的位置确定系统412及收发机404通信。外部控制408配置成确定收发机404是否功能发挥正常。在一些实施例中,位置确定系统412基于行驶方向及收发机位置数据库确定收发机404是否功能发挥正常。外部控制408也配置成接收来自于位置确定系统412的位置信息,并提供运动指令给位置确定系统或车辆410上的自动速度及刹车系统。在一些实施例中,外部控制408配置成发送更新信息给位置确定系统412,用于更新收发机ID数据库,例如收发机ID数据库106 (图1)。
[0035]车辆410是轨道式车辆。在一些实施例中,车辆410是火车,过山车,单轨列车,磁导车辆或其他合适的车辆。
[0036]位置确定系统412配置成基于收发机404,第一反射定位元件406a及第二反射定位元件406b至少之一以及相应的第一距离D1或第二距离D2来确定沿轨道402的车辆410的位置。在一些实施例中,位置确定系统412是位置确定系统100 (图1)。
[0037]在操作中,当车辆410沿轨道402行驶时,位置确定系统412发射询问信号。在该实例中,车辆410按顺序行驶,依次经过第一反射定位元件406a,收发机404及第二反射定位元件406b。位置确定系统412询问第一反射定位元件406a并接收反射信号,位置确定系统412确定车辆410相对于第一反射定位元件的准确位置,如上述描述的关于发射器/检测器阵列200 (图2)或发射器/检测器阵列300 (图3)。当车辆410继续沿轨道402行驶,位置确定系统412询问收发机304并接收包含收发机的唯一识别代码的调制反射信号。位置确定系统412采用收发机ID数据库,例如收发机ID数据库106来确定收发机404
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