[发明专利]基于光栅阵列的列车位置速度确定方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于光栅阵列的列车位置速度确定方法及装置，其方法包括：获取光栅阵列的光栅数据；基于所述光栅数据确定列车的当前位置；根据所述光栅数据和粒子滤波算法对所述当前位置进行更新，获得更新位置；基于所述更新位置确定所述列车的运行速度。本发明根据光栅数据和粒子滤波算法对当前位置进行更新，获得更新位置，消除由于光栅阵列的生产间距导致当前位置不准确的问题，提高获得的更新位置的准确性，从而可提高列车运行速度的准确性。

技术领域

本发明涉及光栅传感技术领域，具体涉及一种基于光栅阵列的列车位置速度确定方法及装置。

背景技术

轨道交通作为公共交通的重要骨干，其速度快、节能环保、准时、便捷等优点已成为人们日常出行的必备工具，列车的安全运行必须做到万无一失。实时准确获取列车状态信息是保证轨道交通安全运行的前提。

传统轨道交通测速定位方法有轮轴测速法、多普勒雷达测速法、加速度计测速法等，为人们的出行保障做出了应有的贡献，但由于技术限制、环境变化等因素影响，已不能满足人们对列车安全运行的现实需求。具体如下：轮轴测速易受天气影响，列车在恶劣天气下行驶容易打滑、空转，继而造成速度测量误差较大。多普勒雷达测速利用多普勒雷达向轨面发射电磁波进行测速，避免了车轮磨损、空转、打滑的影响，但电磁波易受环境影响导致散射现象严重，从而导致误差较大。加速度计测速可避免上述两个方法的缺点，但其受轨道坡度等因素影响导致误差变大。且以上几种传感器都是有源器件，后期维护成本高。

光栅阵列光纤具有抗电磁干扰能力强的特点。采用光栅阵列技术对轨道交通进行测速定位是近几年出现的新方案，此方案通过干涉仪解调出列车行驶的振动信号，采用小波降噪和短时能量量化列车行驶的振动信号进行测速定位，克服了传统测速定位方法易受环境和列车车轮影响等缺陷。

但基于光栅阵列光纤对列车进行定位和测速存在以下技术问题：由于光栅阵列光纤生产间距的影响，导致列车行驶在两光栅间定位不准，进而导致列车出现定位误差，造成确定出的列车位置和运行速度精确度较低的技术问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种基于光栅阵列的列车位置速度确定方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中存在的确定出的列车位置、运行速度精确度较低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于光栅阵列的列车位置速度确定方法，包括：

获取光栅阵列的光栅数据；

基于所述光栅数据确定列车的当前位置；

根据所述光栅数据和粒子滤波算法对所述当前位置进行更新，获得更新位置；

基于所述更新位置确定所述列车的运行速度。

在一些可能的实现方式中，所述光栅数据包括光栅的光栅信号以及所述光栅的光栅位置；所述基于所述光栅数据确定列车的当前位置，包括：

基于所述光栅信号和阈值信号，判断所述列车是否处于行驶状态；

若所述列车处于所述行驶状态，则所述光栅位置为所述列车的当前位置。

在一些可能的实现方式中，所述根据所述光栅数据和粒子滤波算法对所述当前位置进行更新，获得更新位置，包括：

步骤一、基于预设的分组规则将所述光栅数据划分为多组光栅子数据；

步骤二、读取所述多组光栅子数据，并根据初始时刻的先验分布抽取初始化状态；

步骤三、根据序列重要性采样方法对所述多组光栅子数据进行采样，获得组合粒子集；

步骤四、基于权重计算公式计算所述组合粒子集中的每一粒子的权重，并计算所述粒子的归一化权重；