用于轨道交通的雷达测速系统的制作方法

本实用新型涉及轨道交通系统的测速方案，尤其涉及一种用于轨道交通的雷达测速系统。

背景技术：

高速列车的速度测量对于测速系统的测速精度，可靠性，实时性以及集成化和产品成本等多方面都有着较高的要求，因此选择合适的测速方法就显得尤为重要。

目前存在的轨道交通测速方法主要有测速电机、脉冲转速传感器、gps卫星定位和雷达测速等方法。

其中，前两种方法属于接触式的测量，通过列车轮轴的转速情况间接的获得列车的速度值，但是在高速列车测量领域，由于列车运行速度非常高，因此由于车轮的空转与打滑造成的测量误差将更加明显。后两种方法采取非接触式的直接测量方式，可以避免接触式测量由于轴承磨损和空转带来的误差，其中gps测速需要利用卫星识别列车的运行状况，但民用卫星在测量精度以及信号覆盖范围方面都有极大的局限性。

因此，亟需设计一种适用场景广且测量精度高、测量误差小的用于轨道交通的雷达测速系统。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有的轨道交通系统的测速方案存在测量误差较大或适用场景较为局限的缺陷，提出一种新的用于轨道交通的雷达测速系统。

本实用新型是通过采用下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供了一种用于轨道交通的雷达测速系统，其特点在于，所述雷达测速系统包括车载电源、双通道雷达探测器组件、二次电源组件、信息处理板；其中，

所述双通道雷达探测器组件包括相互独立的两组雷达探测器，每组雷达探测器包括收发通道和收发天线装置，并被配置为能够工作在测距测速模式以获取雷达探测数据；

所述信息处理板具有ad采样接口(即数字信号采样)，并被配置为能够经由所述ad采样接口从所述双通道雷达探测器组件处采集所述雷达探测数据；

所述二次电源组件包括dc/dc转换电路(即直流-直流转换电路)和emi滤波器(即电磁干扰滤波器)，所述dc/dc转换电路的输入端经由所述emi滤波器连接至所述车载电源，所述dc/dc转换电路的输出端分别连接至所述双通道雷达探测器组件及所述信息处理板，以为所述双通道雷达探测器组件及所述信息处理板供电。

根据本实用新型的一些实施方式，所述雷达测速系统还包括用于测距采集位移校准数据的激光测距组件，所述信息处理板还具有激光测距接口，所述信息处理板经由所述激光测距接口和所述激光测距组件通信连接，从而自所述激光测距组件处获取所述位移校准数据。

根据本实用新型的一些实施方式，所述两组雷达探测器被配置为，具有彼此一致的调频带宽参数、脉宽参数和调频率参数，以及彼此不同的调频斜率参数。

根据本实用新型的一些实施方式，所述收发天线装置采用微带阵列天线，所述微带阵列天线所具有的天线及馈电系统集成于一块介质基片上。

根据本实用新型的一些实施方式，每组雷达探测器还包括微波探测前端部分以及零中频接收机。

根据本实用新型的一些实施方式，所述信息处理板采用arm芯片，所述arm芯片设有所述ad采样接口、所述激光测距接口、sram缓存(即静态随机存取存储器)以及串口通讯外设模块。

根据本实用新型的一些实施方式，所述dc/dc转换电路被配置为能够将由所述车载电源提供并经所述emi滤波器滤波处理而输入的直流电压转换为三路直流供电电压，并将所述三路直流供电电压彼此独立地提供给所述两组雷达探测器以及所述信息处理板。

根据本实用新型的一些实施方式，所述车载电源被配置为能够提供110v的直流电压，所述三路直流供电电压分别为12v。

根据本实用新型的一些实施方式，所述信息处理板被配置为能够在上电后控制所述两组雷达探测器加电并自检，并获取所述两组雷达探测器的自检结果，根据所述自检结果控制所述两组雷达探测器工作在所述测距测速模式。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

根据本实用新型的用于轨道交通的雷达测速系统，能够针对轨道交通系统实现高精度的速度测量，并且这种测量可广泛适用于各种实际场景和条件，具有误差小、可靠性高的优势，并且有助于系统硬件的集成化，以及减少系统硬件的体积和重量。

附图说明

图1为根据本实用新型优选实施例的用于轨道交通的雷达测速系统的系统框架示意图。

图2为根据本实用新型优选实施例的用于轨道交通的雷达测速系统的产品安装及内部布局示意图。

图3为根据本实用新型优选实施例的用于轨道交通的雷达测速系统的信号流示意图。

图4为根据本实用新型优选实施例的用于轨道交通的雷达测速系统的二次电源组件部分的硬件框图。

图5示出了根据本实用新型优选实施例的用于轨道交通的雷达测速系统的一种示例性工作流程。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本实用新型的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本实用新型的限制，任何的其他类似情形也都将落入本实用新型的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等，参考附图中描述的方向使用。本实用新型各实施例中的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

参考图1-4所示，根据本实用新型优选实施方式的用于轨道交通的雷达测速系统，包括车载电源、双通道雷达探测器组件、二次电源组件、信息处理板等主要部分。此外，系统还可包括和信息处理板通信连接的车载控制系统。

其中，所述双通道雷达探测器组件包括相互独立的两组雷达探测器(图示中可简称为雷达1和雷达2)，每组雷达探测器包括收发通道和收发天线装置(图示中可简称为天线1和天线2，其各自包括发射天线和接收天线，如图1-2所示)，并被配置为能够工作在测距测速模式以获取雷达探测数据。所述信息处理板具有ad采样接口，并被配置为能够经由所述ad采样接口从所述双通道雷达探测器组件处采集所述雷达探测数据。

所述二次电源组件包括dc/dc转换电路和emi滤波器，所述dc/dc转换电路的输入端经由所述emi滤波器连接至所述车载电源，所述dc/dc转换电路的输出端分别连接至所述双通道雷达探测器组件及所述信息处理板，以为所述双通道雷达探测器组件及所述信息处理板供电。

根据本实用新型的一些优选实施方式，所述雷达测速系统还包括用于测距采集位移校准数据的激光测距组件，所述信息处理板还具有激光测距接口，所述信息处理板经由所述激光测距接口和所述激光测距组件通信连接，从而自所述激光测距组件处获取所述位移校准数据。

根据本实用新型的一些优选实施方式，所述两组雷达探测器被配置为，具有彼此一致的调频带宽参数、脉宽参数和调频率参数，以及彼此不同的调频斜率参数。

进一步优选地，所述收发天线装置采用微带阵列天线，所述微带阵列天线所具有的天线及馈电系统集成于一块介质基片上。优选地，每组雷达探测器还可包括微波探测前端部分以及零中频接收机。

根据本实用新型的一些优选实施方式，所述信息处理板采用arm芯片，所述arm芯片设有所述ad采样接口、所述激光测距接口、sram缓存以及串口通讯外设模块。

进一步优选地，采用诸如arm芯片的信息处理板可被具体配置为，通过对多源速度值融合后实现更高的测速精度，从而使得轨道交通雷达测速系统在各类工况下的测速精度达标。其中，激光测距组件可选用高数据率的连续波体制测距模块，通过对轨道计数的方式测量列车的位移，融合速度信息后可实现高精度的位移测量。

根据本实用新型的一些优选实施方式，所述dc/dc转换电路被配置为能够将由所述车载电源提供并经所述emi滤波器滤波处理而输入的直流电压转换为三路直流供电电压，并将所述三路直流供电电压彼此独立地提供给所述两组雷达探测器以及所述信息处理板。

进一步优选地，所述车载电源被配置为能够提供110v的直流电压，所述三路直流供电电压分别为12v。

如图5所示，根据本实用新型的一些优选实施方式，所述信息处理板被配置为能够在上电后控制所述两组雷达探测器加电并自检，并获取所述两组雷达探测器的自检结果，根据所述自检结果控制所述两组雷达探测器工作在所述测距测速模式。其中具体地，信息处理板中的信息处理电路上电后可首先进行初始化，然后依次控制两个雷达(诸如图示的雷达1和雷达2)加电、自检，读取雷达自检结果，确认雷达工作状态，当两部雷达处于健康状态时，控制两个雷达同时工作，否则需要切断电源以保证测速系统正常工作。或者可选地，在其中一个雷达可正常工作时，利用该正常工作的雷达进行测距测速。

根据本实用新型的一些优选实施方式，所述信息处理板可预置有波谱分析算法或谱细分算法，并被配置为基于所述雷达探测数据执行所述波谱分析算法或所述谱细分算法，以计算得到测速结果。

根据本实用新型的上述优选实施方式，在上述系统中，雷达可控制调频源产生宽带调频信号，并经功放和发射天线向地面发射微波信号，波束照射范围内的目标反射一部分微波信号形成雷达回波，接收天线接收雷达回波后经过混频、放大滤波处理后形成基带信号，通过信息处理板对两个通道的基带信号进行采样和数据处理，通过回波谱分析、谱细分等算法，获得雷达测量速度，确保雷达的测速精度满足要求，同时利用激光测距组件的数据信息对位移进行精确校准。

根据本实用新型的上述优选实施方式的用于轨道交通的雷达测速系统充分利用了雷达测速的信号作用距离短的特点，由此可使得测量中所受干扰程度较低，这有助于满足高速列车的速度测量中对于测速系统在测速精度、可靠性、实时性等方面的高要求。

由此，根据本实用新型的上述优选实施方式的用于轨道交通的雷达测速系统能够针对轨道交通系统实现高精度的速度测量，并且这种测量可广泛适用于各种实际场景和条件，具有误差小、可靠性高的优势，并且有助于系统硬件的集成化，以及减少系统硬件的体积和重量。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而且这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。