專利名稱：定位行駛的車輛時用來避免串音問題的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般來說涉及用來定位沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛的定位設備，更確切地說它涉及當定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛時，用來避免串音問題的設備。
中請人的傳輸系統(tǒng)是用系統(tǒng)名稱IAGO針對Informatisation etAutomatisation par Guide d＇Ondes(波導計算機化和自動化)設計的，并且它基于使用輻射波導。
此傳輸系統(tǒng)使得有可能在固定設備與運動設備之間以很高的數(shù)據(jù)率連續(xù)地提供雙向通信。
該輻射波導是沿軌道布置的一種鋁制傳輸介質(zhì)。
該輻射波導以用于工業(yè)、科學和醫(yī)學用途的2.4GHz至2.5GHz頻帶的頻率從地面或從運動設備傳輸信息。
除了傳輸信息外，該傳輸系統(tǒng)使得有可能得知該運動設備的實際速度及它沿該軌道的絕對位置。
用來定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置P行駛的車輛V的該定位設備包括用來發(fā)射所發(fā)射電磁波∑e的發(fā)射裝置E；用來反射所述所發(fā)射電磁波∑e的反射裝置R＇；用來接收由所述反射裝置R＇反射的所反射電磁波∑r的接收裝置R；
用來把所述的發(fā)射電磁波∑e與所述所反射電磁波∑r相比較的比較裝置C；以及用來處理由所述比較裝置C得到的結(jié)果，以便使得有可能測定所述車輛V與所述反射裝置R＇之間的距離D的處理裝置T。
用來傳播所述所發(fā)射電磁波∑e和所述所反射電磁波Er的該傳播裝置P是輻射傳播裝置。
在第一實施例中，用來發(fā)射諸所發(fā)射電磁波∑e的該發(fā)射裝置E、用來接收諸所反射電磁波∑r的該接收裝置R、該比較裝置C及該處理裝置T由所述車輛V支撐。
用來反射諸所發(fā)射電磁波∑e的該反射裝置R＇與該輻射傳播裝置P相聯(lián)系并布置在地面上。
在另一實施例中，用來發(fā)射諸所發(fā)射電磁波∑e的該發(fā)射裝置E、用來接收諸所反射電磁波∑r的該接收裝置R、該比較裝置C及該處理裝置T與該輻射傳播裝置P相聯(lián)系并布置在地面上。
用來反射諸所發(fā)射電磁波∑e的該反射裝置R＇由所述車輛V支撐。
作為例子，該發(fā)射裝置E可以是雷達發(fā)射裝置。
諸所發(fā)射電磁波Ee和諸所反射電磁波Er二者都是雷達波；每個所發(fā)射電磁波∑e由一個恒定振幅的調(diào)頻發(fā)射載波組成，而每個的所發(fā)射電磁波∑r由一個調(diào)頻反射載波組成；該反射裝置R＇適合用來置換(transpose)構成每個所發(fā)射電磁波∑e的該發(fā)射載波的頻率。
由該處理裝置T對由所述比較裝置C得到的該結(jié)果進行的處理涉及測量所發(fā)射載波與所反射載波之間的相位差。
由于安全的原因，在用來定位一個車輛的該設備中，必須首先避免在一組反射器之間串音的問題，當相對于靠在一起的兩個反射器來定位在軌道上的一個車輛時遇到這樣的問題，其次避免在一組車輛之間串音的問題，當相對于一個反射器定位在同一軌道上的兩個車輛時遇到這樣的問題。
一份IEEE文件，車輛技術學會新聞，1994年5月，第13至28頁公開了通過連續(xù)而同時地發(fā)射具有低互相關的序列來工作的定位設備。
用來定位一個車輛的該設備有著復雜和昂貴的缺點。
該現(xiàn)有技術車輛定位設備的另一個缺點在于，它需要使用許多終端，而且它需要諸終端同步。
本發(fā)明的的一個目的在于，提供當定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛時，用來避免串音問題的設備，該設備沒有現(xiàn)有技術設備的缺點。
本發(fā)明的當定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛時，用來避免串音問題的該設備還使得有可能得到很高的精度等級，以便實現(xiàn)以下目的·解決必須準確地停車或“停靠”于配備了站臺邊緣安全門的站臺上的問題。
·減小兩個列車之間的間隔以便使得有可能按“可變形移動段”原理來運行列車。
該移動段原理基于以下事實，即該軌道不再按地理分割以確定一系列的非變形固定段，而是實際組織以確定系列移動段。
此外，該系列移動段由一些可變形段組成，因為每段的起點和終點有易于移動的位置。
換句話說，該可變形移動段原理基于以下事實，即前一個車輛的尾部變成后一個車輛的停車點。
這樣一種可變形移動段原理的一個優(yōu)點在于它使得有可能減小車輛之間的間隔。
·使得有可能自動地倒轉(zhuǎn)車輛的方向。
·使得有可能起動靜止的車輛以便進行自動倒轉(zhuǎn)方向或自動轉(zhuǎn)到側(cè)線之類的運行。
根據(jù)本發(fā)明，當定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置P行駛的車輛V時，用來避免串音問題的該設備包括用來發(fā)射所發(fā)射電磁波∑e的發(fā)射裝置E；用來反射所述所發(fā)射電磁波∑e的反射裝置R＇；用來接收由所述反射裝置R＇反射的諸所反射電磁波∑r的接收裝置R；用來把所述所發(fā)射電磁波∑e與所述所反射電磁波∑r相比較的比較裝置C；用來處理由所述比較裝置C得到的結(jié)果，以便使得有可能測定所述車輛V與所述反射裝置R＇之間的距離D的處理裝置T；以及用來交替進行所述所發(fā)射電磁波∑e和所述所反射電磁波∑r的發(fā)射與接收的裝置；所述用來傳播所述發(fā)射電磁波∑e和所述所反射電磁波Er的傳播裝置P是輻射傳播裝置。
當定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛時用來避免串音問題的本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，它使得對于單個車輛來說有可能在給定時刻相對一給定設定參照點來定位，而該定位既不受其他車輛的定位系統(tǒng)也不受其他設定參照點的干擾。
當定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛時用來避免串音問題的本發(fā)明的該設備至少滿足以下特性之一交替進行諸電磁波的發(fā)射和接收是通過使用程序裝置S而實現(xiàn)的，該程序裝置使得有可能使所有用來定位沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛的定位設備同步；所述程序裝置S使用一個連接到不同的車輛定位設備的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡RT；所述數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡RT由所述傳播裝置P來支撐；所述程序裝置S在它們必須反射的時刻傳送到不同的反射裝置R＇；所述程序裝置S在它們必須發(fā)射的時刻傳送到不同的發(fā)射器E；以及所述程序裝置S布置在地面上。
本發(fā)明的其他目的、特性和優(yōu)點在閱讀以下對當定住一個沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛時用來避免串音問題的該設備的描述時，變得明顯，該描述是對照一些附圖給出的，這些附圖中

圖1是申請人的用來定位一個沿著傳播裝置行駛的車輛的定位設備的總示意圖；圖2是申請人的用來定位一個沿著傳播裝置行駛的車輛的定位設備的第一最佳實施例的方塊圖；圖3是申請人的用來定位一個沿著傳播裝置行駛的車輛的定位設備的另一最佳實施例的方塊圖4是申請人的用來定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛的定位設備的方塊圖，表示當相對于一個反射器定位在同一軌道上的兩個車輛時遇到的在一組車輛之間的串音問題；圖5是申請人的用來定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛的定位設備的方塊圖，表示當相對于靠在一起的兩個反射器來定位在軌道上的一個車輛時遇到的在一組反射器之間的串音問題；以及圖6是一個最佳實施例的方塊圖，表示用來交替進行電磁波的發(fā)射和接收的裝置。
圖1是申請人的用來定位一個沿著傳播裝置P行駛的車輛V的設備的總示意圖。
申請人的定位設備的一個目的在于測定該車輛V的位置，即測定該車輛V與一個指定點之間沿該傳播裝置P的距離D。
如圖2和圖3中的方塊圖中所示，用來定位一個沿著傳播裝置P行駛的車輛V的該定位設備包括用來發(fā)射適合于沿著該傳播裝置P傳播的電磁波∑e的發(fā)射裝置E，和接收裝置R。
該定位設備還包括用來向該接收裝置R反射諸電磁波∑e的反射裝置R＇。
比較裝置C把諸所發(fā)射電磁波∑e與由該反射裝置R＇反射的諸所反射電磁波∑r相比較。
由該比較裝置C得到的結(jié)果使得有可能計算該車輛V與該反射裝置R＇之間的該距離D，該計算由處理裝置T進行。
用來傳播諸所發(fā)射電磁波∑e和諸所反射電磁波∑r的該傳播裝置P是輻射傳播裝置，它輻射而不管該發(fā)射裝置E和該接收裝置R沿著該傳播裝置P的物理位置。
圖2是用來定位一個沿著傳播裝置行駛的車輛的該定位設備的第一最佳實施例的方塊圖。
在此第一實施例中，用來定位一個車輛V的該定位設備包括用來發(fā)射適合于沿著該傳播裝置P傳播的電磁波∑e的發(fā)射裝置E，和接收裝置R。
用來發(fā)射電磁波∑e的該發(fā)射裝置E和該接收裝置R二者都由該車輛V來支撐。
用來反射諸電磁波∑e的該反射裝置R＇與該傳播裝置P相聯(lián)系，以便向該接收裝置R反射諸電磁波∑e。
最好是，該反射裝置R＇和該接收裝置R二者都是外差式裝置，即該所發(fā)射波∑e被反射時有頻率變化，以便給出所反射波∑r，而該反射波∑r被接收時有相反的頻率變化，以便給出所接收波∑r。
不同的頻率變化有利地是使得對該接收裝置R來說有可能有選擇地接收。確切地說，來自該發(fā)射裝置E發(fā)射的波∑e的波，以及被反射得離開該傳播裝置P而不是射入該傳播裝置P的波，不被該接收裝置R注意到，因為它們不是處于想要的頻率下。
該反射裝置R＇布置在地面上。
該比較裝置C把諸所發(fā)射電磁波∑e與由該接收裝置R接收的諸所接收電磁波∑r＇相比較。
由該比較裝置C得到的結(jié)果使得有可能計算該車輛V與該反射裝置R’之間的該距離D，該計算由處理裝置T進行。
該比較裝置C和該處理裝置T二者都由該車輛V支撐。
圖3是用來定位一個沿著傳播裝置行駛的車輛的該定位設備的另一最佳實施例的方塊圖。
在此另一實施例中，該定位設備包括用來發(fā)射適合于沿著傳播裝置P傳播的電磁波∑e的發(fā)射裝置E，和接收裝置R。
用來發(fā)射電磁波∑e的該發(fā)射裝置E和該接收裝置R二者都布置在地面上并且與該傳播裝置P相聯(lián)系。
用來反射諸電磁波∑e的反射裝置R＇布置在車輛V中，以便向該接收裝置R反射諸電磁波∑e。
比較裝置C把諸所發(fā)射電磁波∑e與由該接收裝置R接收諸所接收電磁波∑r＇相比較。
由該比較裝置C得到的該結(jié)果使得有可能計算該車輛V與該接收裝置R之間的該距離D，該計算由處理裝置T進行。
一般來說，而且與所選實施例無關地，該發(fā)射裝置E和該接收裝置R有利地并且分別為雷達發(fā)射裝置和雷達接收裝置。
結(jié)果，諸所發(fā)射電磁波∑e為雷達波。
以下描述涉及包括雷達發(fā)射裝置和輻射波導的，本發(fā)明的定位設備的第一實施例。
以下描述的目的在于使得有可能對本發(fā)明的該定位設備可以如何實現(xiàn)得到更好的理解。
該機載雷達發(fā)射裝置向該波導內(nèi)射入一個載波。該載波沿該波導傳播到它的端部。
一個設置在該波導一端的傳感器檢測該所發(fā)射的載波。該傳感器是外差式的，使得有可能置換該載波的頻率。該傳感器把該載波重新發(fā)射進入該波導。
該所置換載波沿著該波導向該車輛傳播，并被該機載雷達接收裝置接收。該機載雷達接收裝置是外差式接收裝置，使得有可能把該載波向回置換成其原始頻率。比較裝置把該所發(fā)射載波與在該所反射載波已被恢復成該所發(fā)射載波的頻率之后的該所反射載波相比較。
例如，該測量可以涉及該所發(fā)射載波與該所反射載波之間的相位差。該相位差涉及諸波所傳播的距離D。
此操作最好針對大量的頻率來進行。該測量使得有可能得到一個復數(shù)(振幅和相位)表。
通過對該復數(shù)表運用傅里葉變換，可以從頻率域進入時間域。
根據(jù)從頻率域變換到時間域的該表，可以讀取該系統(tǒng)的脈沖響應。通過觀察該脈沖響應的尖峰位置，測定諸波的傳播時間。
給出諸波沿該波導的傳播速度，可以計算該車輛的位置。
另一種解決辦法構成在時間域而不是在頻率域中的作業(yè)。
當然，本發(fā)明的該設備也可以在穿過空氣傳播的情況下和帶有沿著該軌道布置的轉(zhuǎn)發(fā)器來使用。然而，與多重路徑的存在有關的現(xiàn)象降低準確度。
例如，只要能得到足夠?qū)挼念l帶，該傳播裝置可以由一個輻射波導構成，也可以由一個輻射電纜構成。
圖4是中請人的用來定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛的定位設備的方塊圖，表示當相對于一個反射器定位在同一軌道上的兩個車輛時遇到的在一組車輛之間的串音問題。
如圖4中所示，第一車輛V1的發(fā)射器E1發(fā)射電磁波∑e1進入電磁波傳播裝置P1。
第二車輛V2的發(fā)射器E2發(fā)射電磁波∑e2，進入電磁波傳播裝置P1。
位于該電磁波傳播裝置P1的端部的反射裝置R＇1反射諸所發(fā)射電磁波∑e1和∑e2，產(chǎn)生諸所反射電磁波∑r1和∑r2。
位于諸車輛上的諸接收裝置R1和R2實現(xiàn)頻率變化，以便在第一車輛V1上給出諸所接收波∑r＇1和∑r＇2。并在第二車輛V2上給出諸所接收波∑r″1和∑r″2。
在其中第一車輛V1和第二車輛V2被相對于一個共公的反射器R＇1定位的區(qū)域里，第一車輛V1的比較器C1不是把∑e1與∑e＇1相比較，而是與∑r＇1＋∑r＇2相比較，而且第二車輛V2的比較器C2不是把∑e2與∑r″2相比較，而是與∑r″1＋∑r″2相比較。
作為以上的結(jié)果，串音干擾著對相對于一個反射器并在同一軌道上的兩個車輛的定位。
圖5是申請人的用來定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛的定位設備的方塊圖，表示當相對于靠在一起的兩個反射器來定位在軌道上的一個車輛時遇到的在一組反射器之間的串音問題。
如圖5中所示，該車輛V的發(fā)射器E發(fā)射電磁波∑e進入第一電磁波傳播裝置P1。
位于該第一電磁波傳播裝置P1的端部的第一反射裝置R＇1反射諸所發(fā)射電磁波∑e，產(chǎn)生諸所反射電磁波∑r1。
由于串音問題，諸所發(fā)射電磁波∑e耦合進入第二電磁波傳播裝置P2。
位于該第二電磁波傳播裝置P2的端部的第二反射裝置R＇2反射諸所發(fā)射電磁波∑e，產(chǎn)生諸所反射電磁波∑r2。
位于該車輛V上的接收裝置R實現(xiàn)頻率變化，產(chǎn)生由該車輛V的該接收裝置R接收的諸所接收波∑r＇1。
由于串音問題，諸所反射電磁波∑r2也被該車輛V的該接收裝置R接收。
位于該車輛V上的該接收裝置R實現(xiàn)頻率變化，產(chǎn)生由該車輛V的該比較裝置C接收的諸所接收波∑r＇1和∑r＇2。
在其中該車輛V將被相對于兩個反射器R＇1和R＇2定位的區(qū)域里，該車輛V不是把∑e與∑r＇1相比較，而是與∑r＇1＋∑r＇2相比較。
作為以上的結(jié)果，串音干擾著相對于靠在一起的兩個反射器來定位在軌道上的一個車輛。
在其中或者在一組車輛之間，或者在一組反射器之間可能存在串音的區(qū)域里，與用來定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛的該設備并聯(lián)的設備，使得有可能避免這些串音問題。
當定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛時，用來避免串音問題的該設備包括用來交替進行諸電磁波的發(fā)射與接收的裝置。
結(jié)果，在其中或者在一組車輛之間，或者在一組反射器之間可能串音的區(qū)域里，本發(fā)明的用來避免串音問題的設備在一個時刻允許從不超過一個車輛的發(fā)射，而且在一個時刻允許從不超過一個反射器的反射。
圖6描述用來交替進行諸電磁波的發(fā)射與接收的該裝置的最佳實施例。
圖6再次畫出第一車輛V1的發(fā)射器E1、第二車輛V2的發(fā)射器E2及位于它們各自的傳播裝置的端部的諸反射裝置R＇1、R＇2。
本發(fā)明的該設備使得有可能通過使用程序裝置S來交替進行諸電磁波的發(fā)射與接收，該程序裝置使所有用來定位沿著用來傳播電磁波的裝置行駛的車輛的定位設備同步。
例如，該程序裝置可以布置在地面上。
該程序裝置使用一個連接到不同的車輛定位設備的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡RT。
該數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡最好由該傳輸介質(zhì)即該輻射波導來支撐。
該程序裝置借助于“反射”指令在它們必須反射的時刻傳送到不同的反射裝置R＇。
該程序裝置借助于“發(fā)射”指令在它們必須發(fā)射的時刻傳送到不同的發(fā)射裝置E。
權利要求
1.當定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置P行駛的車輛V時，用來避免串音問題的設備，所述設備包括用來發(fā)射所發(fā)射電磁波∑e的發(fā)射裝置E；用來反射所述所發(fā)射電磁波∑e的反射裝置R＇；用來接收由所述所射裝置R＇反射的諸所反射電磁波∑r的接收裝置R；用來把所述所發(fā)射電磁波∑e與所述所反射電磁波∑r相比較的比較裝置C；用來處理由所述比較裝置C得到的結(jié)果，以便使得有可能測定所述車輛V與所述反射裝置R＇之間的距離D的處理裝置T；以及用來交替進行所述所發(fā)射電磁波∑e和所述所反射電磁波∑r的發(fā)射與接收的裝置；所述用來傳播所述所發(fā)射電磁波∑e和所述所反射電磁波Er的傳播裝置P是輻射傳播裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中交替進行諸電磁波的發(fā)射和接收是通過使用程序裝置S而實現(xiàn)的，該程序裝置使得有可能使所有用來定位沿著用來傳播電磁波的裝置運行的車輛的定位設備同步。
3.根據(jù)權利要求2所述的設備，其中所述程序裝置S使用一個連接到不同的車輛定位設備的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡RT。
4.根據(jù)權利要求3所述的設備，其中所述數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡RT由所述傳播裝置P來支撐。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的設備，其中所述程序裝置S在它們必須反射的時刻傳送到不同的反射裝置R＇。
6.根據(jù)權利要求2或3所述的設備，其中所述程序裝置S在它們必須發(fā)射的時刻傳送到不同的發(fā)射裝置E。
7.根據(jù)權利要求2或3所述的設備，其中所述程序裝置S布置在地面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及當定位一個沿著用來傳播電磁波的裝置P行駛的車輛V時，用來避免串音問題的設備，所述設備包括發(fā)射裝置E；反射裝置R′，接收裝置R；比較裝置C；處理裝置T；以及用來交替進行所述所發(fā)射電磁波∑
文檔編號G01S13/00GK1143787SQ9610858
公開日1997年2月26日 申請日期1996年6月26日 優(yōu)先權日1995年6月27日
發(fā)明者丹尼斯·弗尼爾 申請人:Gec阿爾斯托姆運輸公司