[发明专利]一种轨交列车运动状态高精度感知设备及感知方法

权利要求书

1.一种轨交列车运动状态高精度感知设备，其特征在于，包括：

壳体(2)，内部中空，壳体(2)的顶面与列车车体外部底面固定；

面板(1)，固定在壳体(2)的一侧侧壁外部，用于显示系统数据和设置设备参数；

运动状态监测传感器，固定在壳体(2)的内部或外部，用于监测列车运行状态；包括：

多普勒雷达，安装在壳体(2)的内部，其电磁波发射方向在列车速度方向的纵轴面上，并与地面成一定夹角，其电磁波发射方向正前方的壳体(2)镂空且镶嵌雷达透波罩(3)，雷达透波罩(3)采用电磁波可穿透的材质，使电磁波能够穿透所述雷达透波罩(3)对地面进行探测，用于测量列车的运行速度；

激光测距仪(6)，固定在壳体(2)的外部下方，激光发射角度垂直于地面，用于持续发射垂直于地面的激光，测量激光发射点到测量点的直线距离d_测；

中央数据处理器(4)，固定在壳体(2)内部，与运动状态监测传感器、面板(1)电连接，用于将运动状态监测传感器的数据进行处理并输出处理结果，以及与面板(1)进行输入输出通信；其中，所述中央数据处理器(4)能够基于多普勒雷达和激光测距仪(6)的数据联合测量得到列车位移信息，具体为，中央数据处理器(4)基于d_测计算测量点与轨面之间的高程差Δd；中央数据处理器(4)基于多普勒雷达的数据计算出列车运行速度，并积分速度值得到位移量，设一阶段位移量L_阶，L_阶＝0，并开始累计L_阶；将Δd值与预设在中央数据处理器(4)中的枕轨与轨面间的高程差值进行比对，如符合则设一短时位移量L_短，L_短＝0，并开始累计L_短，直到Δd值不再符合预设在中央数据处理器(4)中的枕轨与轨面间的高程差值时结束累计；将L_阶与预设在中央数据处理器(4)中的一个枕轨段长度值L_轨进行比对，当L_阶＝L_轨时，将L_短与预设在中央数据处理器(4)中的枕轨宽度值W_轨进行比对：

若L_短＝W_轨，则判断列车经过了一个枕轨，将存储在中央数据处理器(4)中的列车累计位移量L_累增加L_轨；

若L_短≠W_轨，则判断为枕轨缺失，将存储在中央数据处理器(4)中的列车累计位移量L_累增加L_阶。

2.如权利要求1所述的一种轨交列车运动状态高精度感知设备，其特征在于，所述多普勒雷达包括两部完全相同的第一多普勒雷达(51)和第二多普勒雷达(52)，第一多普勒雷达(51)和第二多普勒雷达(52)对地面的探测角度不同，融合第一多普勒雷达(51)和第二多普勒雷达(52)的测量结果，能够适应列车各类安装高度和消除列车振动对测速精度的影响。

3.如权利要求1所述的一种轨交列车运动状态高精度感知设备，其特征在于，所述运动状态监测传感器还包括陀螺仪(8)，安装在壳体(2)内部，其三轴测量方向与列车的横向、纵向及垂向方向一致，用于测量列车的运行方向，辅助实现列车定位。

4.如权利要求1所述的一种轨交列车运动状态高精度感知设备，其特征在于，所述运动状态监测传感器还包括GPS/北斗接收机(9)，安装在壳体(2)内部，用于接收GPS或北斗卫星导航系统的卫星数据，实现在可接收卫星信号环境下的列车绝对位置定位。

5.如权利要求1所述的一种轨交列车运动状态高精度感知设备，其特征在于，所述运动状态监测传感器还包括加速度计(7)，安装在壳体(2)内部，其三轴测量方向与列车的横向、纵向及垂向方向一致，用于测量列车的三轴加速度信息，辅助实现列车定位。