用于测量自动引导车辆的位移的装置制造方法及图纸

本发明专利技术描述了一种用于测量自动引导车辆的位移的装置，所述装置包括在车上的：至少一个加速度计，其设有沿车辆可能的主要直线位移的纵向方向布置的测量轴；布置在沿纵向方向位于车辆上游的车轴上的第一转速计；在沿纵向方向位于车辆下游的第二车轴上布置有第二转速计；来自于加速度计、第一转速计和第二转速计的测量信号被提供给计算单元。这样，可以有利地确定车辆在其路线上的速度和位置，同时考虑至少一个车轴的附着性损失以及车辆路线上的坡度或曲率的确切影响，其中所述路线不一直是直线的，而是在水平和／或竖直方向上变化的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及如权利要求1前序部分所述的用于测量自动引导车辆的位移的装置。
技术介绍
目前已知多种用于测量车辆位移、速度或加速度的方法或装置，尤其是针对用于 公共交通的车辆，例如火车的、地铁的车厢单元、无轨电车、有轨电车、公共汽车或例如其他 任何由至少一条引导轨道牵引驱动的车辆。特别是在由交通系统(铁路信号、车辆的远程 和/或车载自动驾驶装置等)自动引导的车辆的情形下，无论车辆的路程性质如何，用于保 证可靠(防止故障)和安全(对于乘客或货物而言)的自动引导的预防措施都是必不可少 的。在这个意义上，尤其是对于车辆要遭受不可避免的附着性损失(perte d' adherence) 的情况，例如在车轴/车轮抱死(在车辆制动的时候)或打滑(在车辆加速或被牵引的时 候)的时候，实时弄清车辆的位置、速度(和加速度)是极其重要的。当被引导车辆具有不受任何牵引力或制动力的车轴时，车辆的运动由该车轴(或 与该车轴关联的车轮之一)的转动直接提供。然而，这种解决方案降低了牵引或制动的功率，因此降低了车辆的性能，这就是为 什么大部分系统不提供自由车轴。当不存在自由车轴时，为了摆脱与其车轮之一损失附着性时的打滑/抱死相关的 后果，多种装置存在并使用-或者完全独立于车轮的测量装置，其允许通过光学的方式或借助于多普勒效应 雷达来测量速度。然而，这种昂贵的装置最经常使用额外的转速计，用以在车辆停止和低速 时工作，其中所述转速计允许测取车轮的角速度或单位时间的车轮转数；-或者组合了加速度计、陀螺测试仪和地面定位系统(例如GPS)的惯性导航装 置。然而，这种惯性导航装置由于其高端技术的原因一直很昂贵，最经常用于航空系统的应 用中；-或者如在EP0 716 001 Bl中所述的、布置在车轴上的唯一一个转速计和用于 考虑安全裕度的装置，其中安全裕度考虑装置为在一个或多个车轮上所测量的值考虑安全 裕度，以试图抵偿(compenser)可能发生的打滑/抱死的影响，但由于还是太粗略，这降低 了位移测量的性能。随之也导致了抵偿性防抱死，这对于车辆及其乘客或货物而言可能是 突然的。特别地，由于该系统的尺寸确定必须考虑到足够的裕度以便处处/持续抵偿，因此 无论是否发生打滑都降低了运输能力。该唯一的测量不具有足够的抱死幅度，借助于该测 量来驾驶或引导车辆实际上降低了遵循速度程序的准确性和止动的准确性。因此随之也导 致了就系统的止动准确性和运输能力而言的性能的降低；-或者如在US2005/0137761A1中所述的、装在车辆中的加速度计和装在车轴上 的转速计，它们的测量信号与中央计算机相连，即使没有明确地描述，所述中央计算机适于 考虑在存在附着性损失的情况下引入的误差，并输出车辆在其路程上的位置和速度。特别 地，加速度计包括两个测量轴，以分别确定沿车辆路线方向的加速度和确定并因此在位移计算中考虑车辆相对于水平平面的坡度。还将加速度计和转速计的测量信号值与速度阈值 比较，若超过阈值，则这些测量信号值允许指示车辆存在附着性损失(打滑/抱死)。由于 铁路运输单元最经常具有细长几何构造，沿该细长几何构造置于车辆上游的唯一一个加速 度计和转速计不能提供揭示作用于车辆整体的影响(例如曲率或横向加速度的影响)的 测量装置，所以尽管考虑了车辆所受到的坡度影响，但其他与车辆路线相关的、取决于加速 度计在车辆中位置(及其两个测量轴的布置)的影响还是不可避免的。因此，所有这些装置允许计算被引导车辆的运动，其中所述车辆不具有不受任何 制动力和牵引力的车轴，并在具有任意特征(profil)的车道上通行，但由于这些装置不能 完全摆脱附着性损失(由牵引力/制动力造成的打滑或抱死)和由横向甚至竖直加速度造 成的误差，故其准确性远低于具有自由车轴的“理想”系统的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于，提出一种用于测量自动引导车辆的位移的装置，该装置 在损失附着性的时候具有增大的测量鲁棒性(robustesse)。这种用于测量自动引导车辆的位移的装置包括在车上的-至少一个加速度计，其设有沿车辆可能的主要直线位移的纵向方向布置的测量 轴；_布置在沿纵向方向位于车辆上游的车轴上的第一转速计；-在沿纵向方向位于车辆下游的第二车轴上布置有第二转速计；-来自于加速度计、第一转速计和第二转速计的测量信号被提供给计算单元，根据上述装置，可以有利地确定车辆在其路线上的速度和位置，同时考虑至少一 个车轴(自由轴或驱动轴)的附着性损失以及车辆路线上的坡度或曲率的确切影响，其中 所述路线不一直是直线的，而是在水平或/和竖直方向上变化的。与在
技术介绍
中所述的装置相反的是，借助于计算单元，该装置可以以下述两种 可能的互补方法检测到损失附着性的开始-或者通过基于所述两个车载转速计之一的测量信号的变化的检测模式，其中所 述两个转速计位于车辆路线上的不同位置处，例如车辆沿其纵向位移方向的两侧；-或者通过基于来自所述两个转速计的测量信号的相对差异测量的检测模式。此 外，为了检测所述附着性损失发生至其结束的时间间隔，第二差异检测模式可优选于第一 检测模式。这里也要注意，双重转速计在可靠性(在其中一个转速计出故障的情况下保证了 冗余性)和安全性(在由车辆自动驾驶(自动引导)系统、而不再是由其他独立的防抱死 装置来主动进行打滑/抱死抵偿的情况下，测量和检测为了乘客的舒适和安全或/和货物 的稳定性，更好地分布在车辆上的附着性损失)的意义上显著地改善了车辆的自动引导。 这一方面尤其适于具有细长几何构造的车辆的路程特性(坡度、曲率、车道部分结冰/磨损寸J ο有利地，加速度计还可以只具有唯一一个测量轴(例如与沿直线移动的车辆的路 线一致)，该测量轴允许确定车辆路线上纵向类型的加速度。因此，该加速度计简单、具有 鲁棒性，并且比设有多个测量轴的加速度计成本更低。根据该系统，一并且为了能够抵偿坡度、曲率或其他影响车辆在其路线上的实际加速度(以及通过积分得到的速度和位置)的 测量的因素的影响，根据本专利技术的装置可以不具有加速度计其他的测量轴，其原因在于-该装置使用定位测量系统(联接到简单的地面或空中路标装置的数据库)，该系 统提供车辆路线特征的数据，例如在移动中的车辆的每一个位置上的至少一个坡度和曲率 (或沿车辆横向取向的侧倾度(covers))；-因此，设有一个测量轴的加速度计只提供车辆总体加速度的测量值；-随后，计算机处理路线特征数据和所测量到的总体加速度，以确定沿车辆位移的 纵向方向的修正加速度，该修正加速度准确地考虑了影响移动中车辆的行为、因此也影响 固定在车辆上的加速度计的行为的坡度和曲率影响。要注意的是，坡度和曲率的数据代表不需要对铁路运输装置所经过的每一米都准 确或重新定义的数据，因为它们的值变化缓慢。因此，这允许将更小的数据库来源用作坡度 /曲率参数，从而得到简单、具有鲁棒性但绝不会降低位移测量准确性的系统。一组从属权利要求也说明了本专利技术的优点。附图说明借助于下述图示给出了实施例和应用示例图1 设有根据本专利技术的用于测量自动引导车辆的位移的装置的车辆；图2 考虑坡度对所述装置的影响的示意图；图3 考虑曲率对所述装置的影响的示意图。具体实施例方式图1示出了设有根据本专利技术的用于测量自动引导车辆的位移的装置的车辆VEH。 这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量自动引导车辆（ＶＥＨ）的位移的装置，包括在车上的：－至少一个加速度计（１０１），设有沿车辆的假设为直线的主要位移的纵向方向（ＶＥｘ）的测量轴；－第一转速计（１０３ｂ），布置在沿纵向方向位于车辆上游的车轴上；所述装置的特征在于：－在沿纵向方向位于车辆下游的第二车轴上布置有第二转速计（１０３ａ）；－来自于所述加速度计、第一和第二转速计的测量信号被提供给计算单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：A梅尔，
申请(专利权)人：西门子运输系统有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]