[发明专利]列车绝对速度计算方法

摘要

本发明涉及一种列车绝对速度测量装置，设置在列车上靠近轨道的上方位置，包括基体、设置在基体上且位于轨道上方的光学镜头、设置在光学镜头外侧的光源、能够以高频率和小数据量采集轨道图像的数据采集单元以及用于处理图像以获取速度和方向信息的信号处理单元。数据采集单元设置在基体内且位于光学镜头上方，信号处理单元设置在基体内且与数据采集单元相连接。本发明还涉及一种列车速度计算方法，采用空间滤波的方法计算列车的绝对速度值，采用傅里叶算法、D触发器的识别方法或者在列车上安装加速度传感器识别列车的速度方向。该列车绝对速度测量装置和速度计算方法能够实时、精确列车相对于地面的绝对速度，且测量死区小、不受气候条件影响。

主权项

1.一种列车绝对速度计算方法，在列车上靠近轨道(1)的上方设置一个列车绝对速度测量装置进行列车绝对速度的测量计算，其特征在于：所述列车绝对速度测量装置包括基体(2)、设置在所述基体(2)上且位于轨道(1)上方的光学镜头(3)、设置在所述光学镜头(3)外侧的光源(4)、能够以高频率和小数据量采集轨道(1)图像的数据采集单元以及用于处理图像以获取速度和方向信息的信号处理单元(6)；所述数据采集单元设置在所述基体(2)内且位于所述光学镜头(3)上方，所述信号处理单元(6)设置在所述基体(2)内且与所述数据采集单元相连接；所述信号处理单元(6)包括有时钟电路(61)、驱动电路(62)、用于对数据采集单元的数据进行空间滤波处理的空间滤波电路(63)和用于列车绝对速度和列车运动方向计算的数字计算电路(64)，所述空间滤波电路(63)包括有空间滤波处理模块(631)和采样模块(632)，所述空间滤波处理模块(631)和采样模块(632)相连接；所述时钟电路(61)的输出端分别与所述驱动电路(62)的输入端和空间滤波电路(63)的输入端相连接，所述驱动电路(62)的输出端与所述数据采集单元的输入端相连接，所述空间滤波电路(63)的输入端与所述数据采集单元的输出端相连接，所述空间滤波电路(63)的输出端与所述数字计算电路(64)相连接；所述数字计算电路(64)包括有用于计算列车绝对速度的速度计算模块(641)和计算列车运动方向的方向计算模块(642)，所述空间滤波电路(63)的输出端分别与所述速度计算模块(641)和方向计算模块(642)相连接；列车速度计算方法，包括如下步骤：步骤一、点亮光源(4)，光源(4)发出的光照亮轨道(1)的表面，轨道(1)表面图像通过光学镜头(3)成像于数据采集单元上；步骤二、在时钟电路(61)的控制下，驱动电路(62)驱动数据采集单元采集轨道成像图像的数据信号；步骤三、空间滤波电路(63)在时钟电路(61)的控制下采样数据采集单元中采集的数据信号，并转化为数据流，将数据流在空间滤波处理模块(631)中进行空间滤波处理，以获取两组相位相差90°的信号；步骤四、将空间滤波处理后的两组数据分别传送至数字计算电路(64)的速度计算模块(641)和方向计算模块(642)中；步骤五、在速度计算模块(641)中，对其中一组信号进行频谱分析获取的目标速度绝对值即为列车绝对速度；在方向计算模块(642)中，对两组信号采用傅里叶算法或者D触发器的识别方法识别列车的速度方向；或者在列车上安装加速度传感器，设置加速度传感器的方向与列车行进的正方向相同，使用加速度传感器采集列车的加速度数据；对列车绝对速度进行求导运算以获得导数数据；当列车绝对速度为0时，无需方向判断；当加速度数据的符号和导数数据的符号一致时，判断列车正向行驶；当加速度数据的符号和导数数据的符号不一致时，判断列车反向行驶。