[发明专利]用于确定车辆的速度的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于确定车辆的速度的方法，所述方法具有以下步骤：接收图像原始数据，图像原始数据借助合成孔径雷达根据对车辆的行驶路段的扫描而生成；根据接收到的图像原始数据，生成所扫描的行驶路段的图像，其中，对于相应的图像的生成，考虑参考速度；关于至少一个标准方面，对至少一个生成的图像进行评估；依据评估，来选择图像；以及基于与所选择的图像相关联的至少一个信息，来确定车辆的速度。此外，本发明涉及一种具有用于执行所述方法的设备的装置。

本发明涉及一种用于确定车辆的速度的方法以及相关联的装置。

车辆的实际速度的确定或测量非常重要，因为其用作用于车辆的不同的调节和控制系统的参数。这尤其可以是用于车辆驾驶员的辅助系统，或者也可以是用于车辆的自动驾驶的系统。在已知的轨道车辆中，尤其是将所确定的速度用于驱动和制动控制。

但是，具有高精度的车辆的实际速度的检测或确定是非常大的技术挑战。原则上，可以根据轮对的车轮的转速和滚动周长推导出例如轨道车辆的速度，其中，例如借助布置在轮对上的转速传感器来确定转速。但是，尤其在轨道车辆的情况下，轮对的车轮的准确的周长不是已知的，因为其取决于车轮的摩擦的当前状态。由于为了确定速度而假设的周长和实际周长之间的可能的差别，速度的确定具有一定不确定性。此外，特别是在从动轮对中，由于车轮和钢轨之间的滑移、低的静摩擦系数或者附着力不足，可能导致车轮打滑，由此测量的转速与车辆的实际速度不对应。此外，在轨道车辆具有多个从动轮对的情况下，由于相应的轮对的附着力的不同的比率，可能导致不同的转速测量结果。因此，即使例如对多个轮对上的同时测量进行平均，检测轨道车辆的实际速度仍然不提供可靠性。

为了在借助转速传感器确定的速度的正确性方面提高可靠性，常常利用其它部件补充地或冗余地确定轨道车辆的速度。在此，例如基于在一定的时间段期间经过的路程，来确定车辆的速度，其中，使用用于已知的基于卫星的位置确定系统、例如GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)、GLONASS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)或GALILEO)的信号的接收器，基于卫星信号的运行时间测量，来确定经过的路程。为此，例如在车辆的车顶上布置一个或多个这样的接收器。但是缺点在于，当一个或多个接收器与多个卫星没有视线连接时，例如在隧道、地下行驶路段中，或者在高山或建筑物沿线的路段上行驶时，这些系统是不准确或不合适的。

此外，例如使用雷达(Radar)来确定轨道车辆的速度，雷达布置在轨道车辆的车厢厢体的底部区域中，并且在行驶方向上相对于水平方向以一定的角度指向行驶线路或者线路路基。术语“Radar”代表“RAdio Detection And Ranging(无线电检测和测距)”，相对于光学传感器，雷达通常具有如下优点，即，雷达一方面自己照亮要检测的区域，由此不需要附加的光源，另一方面由于与可见光相比，其波长更大，因此对于天气状况、例如雨、雾、雪或炎热相对不敏感。

为此，通常使用非调制连续波雷达(英文：Continuous Wave，CW)，非调制连续波雷达基于频率迁移或所谓的多普勒效应来确定速度。雷达的发射天线例如在作为所谓的ISM频段(Industrial,Scientific and Medical radio bands，工业、科学和医学无线电波段)的部分频率范围的24GHz周围的频率范围内，辐射未调制的雷达信号或电磁波，其被物体反射，或者被具有对于雷达信号的波长足够的粗糙度(Rauigkeit)(瑞利准则)的结构体反向散射，并且被接收天线接收。这些反射或者反向散射的信号也称为回波。如果雷达和进行反射的物体相互间具有相对速度，则接收到的信号的频率与辐射的信号的频率不同。可以根据这些频率之间的频率偏移，来确定相对速度，因为频率偏移与车辆的速度和如下角度的余弦成比例，该角度由速度矢量与天线的辐射方向定义。由于发射天线在很大程度上非定向地辐射雷达信号，因此在此无法将多普勒频率与进行反射或反向散射的各个物体相关联，由此这种方式的速度确定具有如下缺点，即，在物体方面不存在唯一性，并且其结果是，同样也仅能够以特定的不确定性来确定速度。