[发明专利]基于UWB无线测距技术的列车精确停车系统

说明书

本发明公开了一种基于UWB无线测距技术的列车精确停车系统，包括：UWB无线测距装置，包括列车上安装的UWB主设备以及站点轨旁设备安装的UWB从设备，UWB主设备实时测量与UWB从设备之间距离；车载主机，安装于列车上，从列车控制系统中输入实时的列车速度信息，且列车速度信息更新频率和相位与UWB无线测距装置的测距周期一致；列车停靠点距离计算模块，根据公式D0²＝(D1+L0)²+L1²计算UWB主设备和列车停靠点之间的距离D1；列车实时位置计算模块，在一个测距周期中，通过这个测距周期输入的列车速度信息拟合计算出本测距周期的列车实时位置。本发明采用UWB无线测距技术，通过结合行驶中列车的实时速度，精确测量行驶列车进站时与停靠点位之间的距离，实现列车进站的精确停车。

技术领域

本发明涉及轨道交通控制技术，具体涉及列车停车技术。

背景技术

在轨道交通领域，地铁列车通过安装在轨道上应答器来获取列车当前所在的位置，由于无线应答器的技术特点决定了定位精度不高，可能在正负10cm甚至正负30cm。这导致了列车到站不能精确停车，影响了乘客体验。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于UWB无线测距技术的列车精确停车系统，以实现列车进站的精确停车。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于UWB无线测距技术的列车精确停车系统，包括：

UWB无线测距装置，包括列车上安装的UWB主设备以及站点轨旁设备安装的UWB从设备，UWB主设备实时测量与UWB从设备之间距离；

车载主机，安装于列车上，从列车控制系统中输入实时的列车速度信息，且列车速度信息更新频率和相位与UWB无线测距装置的测距周期一致；

列车停靠点距离计算模块，根据公式D0²＝(D1+L0)²+L1²计算UWB主设备和列车停靠点之间的距离D1，其中，UWB主设备和UWB从设备的直线距离为D0，UWB从设备和列车停靠点的横向距离为L1，UWB从设备和列车停靠点纵向的距离为L0；

列车实时位置计算模块，在一个测距周期中，通过这个测距周期输入的列车速度信息拟合计算出本测距周期的列车实时位置，当前时刻T1，测距输入D1，输入速度V1，那么在(T1,T1+测距周期)的时间区间内，列车离停靠点的距离为D2＝D1-V1*t，t是从T1开始的时间偏移。

优选的，安装UWB从设备的站点轨旁设备为信号机。

优选的，所述测距周期为50ms。

优选的，当列车距离车站200米时，UWB主设备和UWB从设备建立连接，开始测距。

优选的，所述UWB无线测距装置的测距频率预先设定，且和列车控制系统中输入的速度信息频率一致。

优选的，所述车载主机和列车控制系统以及UWB无线测距装置的时间同步，且精度在1us以上。

优选的，所述车载主机控制UWB主设备发起测距周期和从列车控制系统中输入实时列车速度周期的相位同步。

本发明采用UWB无线测距技术，通过结合行驶中列车的实时速度，精确测量行驶列车进站时与停靠点位之间的距离，实现列车进站的精确停车。具有如下优点：

1)本发明提出的UWB无线测距方法，实时连续测量行驶列车与停靠点位之间的距离，可解决目前用应答器定位方法只在读到应答器的地点才知道当前所在位置的问题；

2)本发明提出使用的UWB无线测距技术，其本身的测距精度在1cm以上，比应答器的定位方式要高一个数量级以上；