[发明专利]一种轨道交通车辆的定位系统

说明书

本发明提供了一种轨道交通车辆的定位系统，包括：交叉极化阵列，安装于所述轨道交通车辆的运行轨道旁的安全区域内，所述安全区域沿所述运行轨道铺设；毫米波雷达，安装于所述轨道交通车辆的前方，用于向所述交叉极化阵列发射第一方向电磁波并接收所述交叉极化阵列发射回的第二方向电磁波，所述第一方向电磁波和所述第二方向电磁波的极化方向垂直；以及处理器，所述处理器被配置成：对所述毫米波雷达接收到的第二方向电磁波进行数据处理以得到所述轨道交通车辆相对于所述交叉极化阵列的相对位置。

技术领域

本发明涉及车辆定位领域，尤其涉及一种轨道交通车辆的定位系统。

背景技术

实时、精确地确定列车在线路中的位置是保证安全、发挥效率和提供最佳服务的前提。在轨道交通行车安全和指挥系统中，列车定位是一项关键性的技术。准确、及时地获取列车位置信息，是列车安全、有效运行的保障。

受限于GPS信号的局限性，传统的GPS定位无法适用于隧道和车站等场景。应答器校准定位则设备繁多、维护成本高，且这种定点校准的方式缺少连续精准定位能力，不利于车辆在行驶过程中的精准控制。基于激光雷达SLAM技术的定位具备全局定位和高精度的优势，但由于激光雷达昂贵且产品成熟度不高的问题而难以广泛推广。

虽然毫米波雷达具有精准的测距测速能力，但轨道交通环境的电磁散射特性相当复杂，用于定位的标识物很容易被周围强散射物干扰，导致测距误报等问题。

为了解决上述问题，获得轨道交通车辆进站和特殊区域的高精度的连续定位结果，本发明提供了一种轨道交通车辆的定位系统，该定位系统采用车载毫米波雷达加交叉极化反射阵列组合的方式实现高精度定位。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种轨道交通车辆的定位系统，包括：交叉极化阵列，安装于所述轨道交通车辆的运行轨道旁的安全区域内，所述安全区域沿所述运行轨道铺设；毫米波雷达，安装于所述轨道交通车辆的前方，用于向所述交叉极化阵列发射第一方向电磁波并接收所述交叉极化阵列发射回的第二方向电磁波，所述第一方向电磁波和所述第二方向电磁波的极化方向垂直；以及处理器，所述处理器被配置成：对所述毫米波雷达接收到的第二方向电磁波进行数据处理以得到所述轨道交通车辆相对于所述交叉极化阵列的相对位置。

在一实施例中，所述处理器还被配置为：利用先期存储的所述交叉极化阵列的绝对位置基于所述轨道交通车辆相对于所述交叉极化阵列的相对位置确定出所述轨道交通车辆的绝对位置。

在一实施例中，所述第一方向电磁波为水平极化电磁波，所述第二方向电磁波为垂直极化电磁波。

进一步地，所述处理器进一步被配置为：将接收到的垂直极化电磁波对应的交叉极化阵列的信息与先期存储的交叉极化阵列的绝对位置进行比对以确定出发射所述垂直极化电磁波的交叉极化阵列的绝对位置；以及利用发射所述垂直极化电磁波的交叉极化阵列的绝对位置以及所述轨道交通车辆的与所述交叉极化阵列的相对位置确定出所述轨道交通车辆的绝对位置。

在一实施例中，所述第一方向电磁波为垂直极化电磁波，所述第二方向电磁波为水平极化电磁波。

进一步地，所述处理器进一步被配置为：将接收到的水平极化电磁波对应的交叉极化阵列的信息与先期存储的交叉极化阵列的绝对位置进行对比以确定出发射所述水平极化电磁波的交叉极化阵列的绝对位置；以及利用发射所述水平极化电磁波的交叉极化阵列的绝对位置以及所述轨道交通车辆的与所述交叉极化阵列的相对位置确定出所述轨道交通车辆的绝对位置。

较优地，所述交叉极化阵列为基于平面Van Atta阵列反射器。