[发明专利]一种基于UWB定位的机车对标方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于UWB定位的机车对标方法及系统，根据UWB基站的位置信息以及UWB标签与各UWB基站之间的实时距离可以得到UWB标签在WGS坐标系下或三维坐标系下的实时空间位置，再根据采样周期和UWB标签的实时空间位置可以得到机车的实时速度，最后根据UWB标签的实时空间位置和机车的实时速度计算出机车进站对标所需牵引/制动力的大小，实现对车辆的牵引/制动控制，从而实现精确对标停车；对于机车，尤其是在曲线轨道上运行的机车，所述对标方法可以更为精确地得到UWB标签在WGS坐标系下或三维坐标系下的空间位置信息，更为精确地实现机车的定位和测速，从而实现机车一次性精准对标和停车。

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种基于UWB定位的机车站内对标方法及系统。

背景技术

目前列车定位系统的原理为利用速度传感器、多普勒雷达、信标读取器测量出车辆的速度、位置信息，传给具有安全防护功能的车载列车自动防护系统VATP（VehicleAutomatic Train Protection），VATP_CPU通过融合3类定位信息计算并确定列车在轨道上的具体位置，并将列车位置/速度信息传送给车载信号系统，车载信号系统根据列车当前位置信息输出牵引/制动指令，从而实现精确和可靠的列车精确对标。

近年来随着轨道交通的快速发展，虽然基于自动驾驶（ATO）技术的机车车辆已普遍应用现场服务中，但是基于自动驾驶（ATO）技术的机车车辆在进站对标停车过程中存在有欠标、过标以及冲标等现象，造成车辆门闸不能准确停在对应的站台，影响乘客上车，其原因多数为列车定位、测速的精确性较差。当速度或距离测量不精准时，车载信号系统计算的位移与实际位移的偏差过大，车载信号系统将根据当前位置计算的停站距离与机车速度，发送牵引/制动指令控制机车停车，会导致车载信号系统提前或滞后输出相应的制动命令，造成机车欠标或过标等现象。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于UWB（Ultra Wide Band，超带宽）定位的机车对标方法及系统。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种基于UWB定位的机车对标方法，适用于在站台的最前端设置UWB基站A，在站台内的任意位置设置至少三个UWB基站B，且UWB基站A与至少三个所述UWB基站B不共面的机车对标系统，具体对标方法包括：

步骤1：获取所述UWB基站A和每个UWB基站B的空间位置信息；

所述空间位置信息是在WGS坐标系下的坐标位置，或者是在以UWB基站A为原点所建立的三维坐标系下的坐标位置；

步骤2：根据机车上的UWB标签与所述UWB基站A之间通讯的时间差计算出UWB标签与UWB基站A之间的距离；根据UWB标签与每个UWB基站B之间通讯的时间差计算出UWB标签与每个UWB基站B之间的距离；

步骤3：根据所述步骤1的空间位置信息，以及所述步骤2中UWB标签与UWB基站A之间的距离和UWB标签与每个UWB基站B之间的距离，计算出所述UWB标签在WGS坐标系下或三维坐标系下的空间位置信息；

步骤4：根据所述UWB标签在WGS坐标系下或三维坐标系下空间位置信息的实时变化计算出机车的实时速度；

步骤5：根据所述UWB标签在WGS坐标系下或三维坐标系下空间位置信息的实时变化，以及所述步骤4中机车的实时速度，计算出机车进站所需牵引/制动力的大小；

步骤6：根据所述步骤5中牵引/制动力的大小对机车进行牵引/制动控制，实现机车的精准对标停车。