[发明专利]一种用于检测移动物体速度与位置的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测移动物体速度与位置的装置。

背景技术

目前，利用无接触检测方法对移动物体进行速度与位置的检测得到日益广泛的应用，检测方法一般采用回线、泄露同轴电缆和地面应答器等方式，回线、泄露同轴电缆需要在地面安装信号源，增加了轨道维护成本，地面应答器虽然无需外接市电，但仍是带电工作的电子设备，可靠性差，维护管理成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于检测移动物体速度与位置的装置，该装置不受外界环境的影响，能适应外界的恶劣条件，可靠高，维护成本低，测量结果精度高、准确，且可检测的距离长。

本发明实现其发明目的，所采用的技术方案是：一种用于检测移动物体速度与位置的装置，其组成为：

在被检测移动物体运动方向的沿线地面上，安装编码板，移动物体在编码板正上方位置安装有电磁感应式传感器；该传感器与车载检测装置相连；所述编码板由编码段和非编码段交替排列构成，其中：

所述的非编码段由单元金属条和非金属间隙交替排列组成，且单元金属条和非金属间隙的宽度均为L；

所述的编码段由编码金属条和非金属编码间隙排列组成，编码金属条和非金属编码间隙的宽度为L/2；编码金属条对应的逻辑单元的值为1，非金属编码间隙对应的逻辑单元的值为0；编码段的初始位置和未位置均为非金属编码间隙，且其相邻位置排列的均为非编码段的非金属间隙；中间位置的编码金属条和非金属编码间隙总长度为N*L/2，其排列对应的N个逻辑单元的值构成一个N位的编码，N为大于1的整数；

所述的传感器为两组，两组的间距为L的偶数倍，且大于编码段的长度；每组传感器包含前、后两个相距为L/2奇数倍的传感器，前传感器和后传感器沿物体移动方向上的宽度为L/2。

本发明的工作过程和原理是：

检测时，传感器与地面编码板产生电磁耦合，当传感器随着检测物体移动到编码板上的金属条上方时，传感器输出高电平信号，而当传感器移动到非金属间隙上方时，传感器输出低电平信号，随着传感器在编码板上方的位置变化，传感器输出由高、低电平组成的脉冲信号，通过车载检测装置对该电信号进行分析处理，可得到移动物体的位置和速度，其具体的确定方法为：

非编码段的金属条宽度和非金属间隙交替排列且宽度相等均为L，移动物体运动时，车载检测装置通过传感器获得高、低电平交替组成的周期性变化的脉冲信号。该脉冲信号的周期T的时间长度为检测物体通过当前位置的一个金属条宽度和相邻的一个非金属间隙(总长度为2L)的时间。因此将2L除以任意一个传感器检测到的脉冲信号的周期T，即可获得移动物体的当前速度。相应地在某一时刻，任一传感器从开始到该时刻检测到的脉冲的总个数乘以2L，就是移动物体的总位移量，从而确定出移动物体的当前位置(距初始位置的距离)。

由于传感器组内的前、后传感器相距为L/2的奇数倍，因此前、后传感器检测出的脉冲信号的相位相差π/4，由该两个传感器输出的脉冲信号进行异或处理后，得到周期为T/2的基准脉冲信号，该基准脉冲信号的周期减少一半，脉冲个数增加一倍，每个脉冲对应的编码板的宽度减少一半，相应计算出的移动物体的位置的精度提高一倍。

编码段中，将编码金属条宽度和非金属编码间隙设为L/2，根据需要的编码位数布置金属条和非金属条，每一个编码段有唯一的编码值，该编码与该处位置一一对应。传感器随着检测物体移动到此时，将此编码值读出，通过车载检测装置处理后，给出当前的编码所对应的物体的准确位置。

传感器读出编码段的编码值的具体工作过程和原理是：车载检测装置以前、后传感器输出信号异或后的基准脉冲信号为时间基准，分析读出二组传感器的脉冲信号，并对二组传感器的前(后)脉冲信号进行比较。当两组传感器均在非编码段内时，由于两组传感器的前(后)传感器相距为L的偶数倍，因此该两组信号相差2π的整倍数，即两个信号完全相同，表明传感器组没有在编码段内。