[发明专利]基于振动信号的列车速度估算装置及方法

权利要求书

1.一种列车速度估算装置，包括：

至少一个传感器对，所述传感器对包括沿列车的行进方向设置的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器被配置为以相同的采样频率对所述列车在行进中产生的固有频段的振动进行采样，以分别获得第一组采样信号和第二组采样信号；以及

处理器，被配置为分别基于所述第一组采样信号和所述第二组采样信号获得第一组振动信号和第二组振动信号，并且对所述第一组振动信号和所述第二组振动信号进行互相关性分析，以获得目标采样差，所述目标采样差得到所述第一组振动信号和所述第二组振动信号之间的最大互相关性，并且所述处理器被配置为基于所述目标采样差来计算列车速度。

2.根据权利要求1所述的列车速度估算装置，其中，所述处理器还被配置为获得所述第一组采样信号和所述第二组采样信号在低频范围中具有高于阈值的幅值的特性频带，以及在所述特性频带中，对所述第一组采样信号和所述第二组采样信号进行滤波，以获得所述第一组振动信号和所述第二组振动信号。

3.根据权利要求1所述的列车速度估算装置，其中，在所述第一传感器和所述第二传感器进行所述采样之前，所述第一传感器还被配置为发送p次标准初始脉冲，p为大于等于1的自然数，所述第二传感器还被配置为每当接收到所述标准初始脉冲时发送一次反馈初始脉冲；

如果所述第一传感器接收到p次所述反馈初始脉冲，则所述第一传感器还被配置为发送标准同步脉冲并开始进行所述采样；

如果所述第二传感器接收到所述标准同步脉冲，则所述第二传感器还被配置为开始进行所述采样并发送反馈同步脉冲；以及

如果所述第一传感器接收到所述反馈同步脉冲，则所述第一传感器还被配置为继续进行所述采样。

4.根据权利要求3所述的列车速度估算装置，其中，

如果所述第一传感器没有接收到所述反馈同步脉冲，则所述第一传感器还被配置为停止进行所述采样，并返回到发送所述p次标准初始脉冲的子步骤；以及

如果所述第二传感器再次接收到所述标准同步脉冲，则所述第二传感器还被配置为停止进行所述采样，然后返回到开始进行所述采样并发送所述反馈同步脉冲的子步骤。

5.根据权利要求3或4所述的列车速度估算装置，其中，在所述第一传感器和所述第二传感器完成所述采样之后，所述第一传感器还被配置为基于所述第一传感器发送所述标准初始脉冲与接收相应的所述反馈初始脉冲之间的时间差来计算采样开始时间差，并且基于所述采样开始时间差使所述第一组采样信号与所述第二组采样信号对准。

6.根据权利要求1或3所述的列车速度估算装置，其中，所述至少一个传感器对中的不同传感器对被配置为使用不同的无线信道频段进行通信。

7.根据权利要求1所述的列车速度估算装置，其中，所述处理器还被配置为判断计算出的所述列车速度是否在特定范围内，并且如果所述列车速度不在所述特定范围内，则不考虑所述列车速度。

8.一种列车速度估算方法，包括：

通过至少一个传感器对中的第一传感器和第二传感器以相同的采样频率对所述列车在行进中产生的固有频段的振动进行采样，以分别获得第一组采样信号和第二组采样信号，其中，所述第一传感器和所述第二传感器沿列车的行进方向设置；

分别基于所述第一组采样信号和所述第二组采样信号获得第一组振动信号和第二组振动信号，并且对所述第一组振动信号和所述第二组振动信号进行互相关性分析，以获得目标采样差，所述目标采样差得到所述第一组振动信号和所述第二组振动信号之间的最大互相关性；以及

基于所述目标采样差来计算列车速度。

9.根据权利要求8所述的列车速度估算方法，还包括：

获得所述第一组采样信号和所述第二组采样信号在低频范围中具有高于阈值的幅值的特性频带；以及

在所述特性频带中，对所述第一组采样信号和所述第二组采样信号进行滤波，以获得所述第一组振动信号和所述第二组振动信号。

10.根据权利要求8所述的列车速度估算方法，还包括：

在所述第一传感器和所述第二传感器进行所述采样之前，所述第一传感器发送p次标准初始脉冲，p为大于等于1的自然数，所述第二传感器每当接收到所述标准初始脉冲时发送一次反馈初始脉冲；

如果所述第一传感器接收到p次所述反馈初始脉冲，则所述第一传感器发送标准同步脉冲并开始进行所述采样；

如果所述第二传感器接收到所述标准同步脉冲，则所述第二传感器开始进行所述采样并发送反馈同步脉冲；以及

如果所述第一传感器接收到所述反馈同步脉冲，则所述第一传感器继续进行所述采样。