[发明专利]一种高速磁浮列车相对里程检测传感器及检测方法

权利要求书

1.一种高速磁悬浮列车相对里程检测传感器，其特征在于，所述相对里程检测传感器包括：激光位移传感器组合、信号采集调理单元以及信号处理单元；

所述激光位移传感器组合包括：三个响应速度极高的激光位移传感器，三个激光位移传感器错位布置，第一个所述激光位移传感器与第三个所述激光位移传感器质心间距大于齿距小于齿槽周期；所述激光位移传感器用于感应传感器到长定子轨道表面的距离信号；

所述信号采集调理单元，用于采集所述距离信号，并对所述距离信号进行调理得到检测信号；

所述信号处理单元，用于接收所述检测信号，并对所述检测信号进行预处理，得到预处理信号；将所述预处理信号和实际相对位置信息作为训练样本，将所述训练样本输入到预先构建的神经网络中进行训练，得到一个齿槽周期内的相对位置检测模型；将所述信号处理单元接收到的当前检测信号进行预处理后，输入到所述相对位置检测模型中，并对所述相对位置检测模型的输出进行滤波得到齿槽相对位置检测信息；根据所述齿槽相对位置检测信息以及设置在磁浮列车线路上包含绝对位置信息的标志板，得到高速磁悬浮列车的相对位置信息。

2.根据权利要求1所述的相对里程检测传感器，其特征在于，所述信号处理单元还用于根据计算所述信号采集调理单元的时钟信息及高速磁悬浮列车轨道上齿的宽度，得到高速磁悬浮列车的速度信息。

3.根据权利要求1所述的相对里程检测传感器，其特征在于，所述信号处理单元还用于对所述检测信号进行处理，根据得到的处理结果来判断磁悬浮列车的运行方向。

4.根据权利要求1所述的相对里程检测传感器，其特征在于，所述相对里程检测传感器还包括供电单元，所述供电单元用于给所述激光位移传感器组合、所述信号采集调理单元以及信号处理单元提供电源。

5.一种高速磁悬浮列车相对里程检测方法，其特征在于，相对里程检测方法应用于权利要求1-4任一所述高速磁悬浮列车相对里程检测传感器；所述相对里程检测方法包括：

获取信号采集调理单元输出的检测信号；

对所述检测信号进行预处理，得到预处理信息；

获取拉线位移计测量得到的高速磁悬浮列车所处的实际相对位置信息；

将所述预处理信息和所述实际相对位置信息作为训练样本，并将所述训练样本输入到预先构建的神经网络中进行训练，得到一个齿槽周期内的相对位置检测模型；

获取信号采集调理单元输出的当前检测信号；

对所述当前检测信息进行预处理，并将得到的预处理结果输入到所述相对位置检测模型中，得到神经网络输出；并对所述神经网络输出进行滤波，得到齿槽相对位置检测信息；

根据齿槽相对位置检测信息以及磁浮列车线路上的包含绝对位置信息的标志板，得到高速磁悬浮列车的相对位置信息。

6.根据权利要求5所述的相对里程检测方法，其特征在于，根据齿槽相对位置检测信息以及磁浮列车线路上的包含绝对位置信息的标志板，得到高速磁悬浮列车的相对位置信息，包括：

获取磁浮列车线路上固定间隔设置的包含绝对位置信息的标志板的信息，所述信息包括齿槽计数信号、轨缝宽度以及轨缝个数；

根据齿槽相对位置检测信息、齿槽计数信号、轨缝宽度以及轨缝个数，得到高速磁悬浮列车的相对位置信息；所述相对位置信息计算公式为：

其中：P_opposite为相对位置信息，L_sc为一个齿槽周期宽度86mm，为在第k个齿槽上的相对位置，N₁为齿槽计数信号，L_gap(i)为第i个轨缝的宽度，N_gap为当前的轨缝计数。

7.根据权利要求5所述的相对里程检测方法，其特征在于，所述相对里程检测方法还包括：

获取信号采集调理单元的时钟信息；

根据信号采集调理单元的时钟信息及高速磁悬浮列车轨道上齿的宽度，得到高速磁悬浮列车的速度信息。