EP0795454B1 - Procédé de détermination de position d'un véhicule guidé sur rails et dispositif de mise en oeuvre du procédé - Google Patents

Procédé de détermination de position d'un véhicule guidé sur rails et dispositif de mise en oeuvre du procédé Download PDF

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EP0795454B1
EP0795454B1 EP97250069A EP97250069A EP0795454B1 EP 0795454 B1 EP0795454 B1 EP 0795454B1 EP 97250069 A EP97250069 A EP 97250069A EP 97250069 A EP97250069 A EP 97250069A EP 0795454 B1 EP0795454 B1 EP 0795454B1
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    • B61L25/021—Measuring and recording of train speed
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    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0092—Memory means reproducing during the running of the vehicle or vehicle train, e.g. smart cards
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    • B61L15/0094—Recorders on the vehicle
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    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/026—Relative localisation, e.g. using odometer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2205/00—Communication or navigation systems for railway traffic
    • B61L2205/04—Satellite based navigation systems, e.g. global positioning system [GPS]

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device for Performing this procedure.
  • Such a method and such a facility are in the unpublished German patent application 195 29 986.
  • driving a route Vehicles determine their respective driving location in that a current route image detected by them correlate a reference path map for which in a Route atlas route positions are stored.
  • the route picture should be from a radar, infrared or video image of the route.
  • the route map that applies to a specific location is at least seasonal and weather-related changes subject, d. H.
  • the route panorama makes a difference in winter, especially after snowfall corresponding summer panorama and also the greening of Bushes and trees in spring and summer result in a different one Panorama opposite defoliated or partly defoliated Bushes and trees in autumn and winter. Furthermore structural activities along the route change that Route panorama and complicate vehicle location.
  • DE 32 05 314 C2 describes a device for self-location of a track-guided object on a route known with a line conductor crossed at regular intervals for wireless information transfer from the line is provided on the train.
  • Vehicle-side reception coils detect the phase position of the received voltages in each case line section traveled and evaluate it. By It can count the number of line conductor crossing points that have passed Determine where the vehicle is on the route; for fine location within the individual line section additional, z. B. from a non-driven vehicle shaft controlled displacement measuring devices needed.
  • This well-known device for Locating a track-guided object is imperative the line conductor laid in the track and is therefore quite complex.
  • DE 29 42 933 A1 describes a device for path and Speed measurement of rail-bound vehicles known, in which a vehicle-side radar device is in the direction of travel radar antenna pointing obliquely to the ground, which illuminates a narrow area between the tracks.
  • the signal reflected on the track bed is on the vehicle received and regarding the information about the instantaneous speed of the vehicle containing Doppler shift evaluated. From the driving speed can be on the vehicle also the distance traveled and thus the calculate the respective destination, but only as long as the Radar signals from gravel or other reflective Sufficient material thrown back in the track bed become. This is not the case with snow and ice, so the The locating device then fails or at least is unreliable is working.
  • EP 0 561 705 A1 describes a method and a device known for self-locating track-guided vehicles on the correlation of certain route parameters, preferably also the curvature of the track. As further location parameters should assess the location of rail current closers become. A continuous sensitive self-location of vehicles is on the free route with the means of EP 0 561 705 A1 not possible.
  • the object of the invention is a method according to the preamble of claim 1 and a device for Perform the procedure to indicate that anywhere A sufficiently precise localization of the Vehicles permitted and without additional equipment on the track side how line managers and beacons get by.
  • the invention solves this problem by the characterizing Features of claim 1 and claim 3.
  • FIG. 1 shows the frequency spectrum of an acceleration signal, from a vehicle-mounted sensor as it passes a certain waypoint is generated.
  • This site specific Sensor signal has different amplitudes A at different frequencies f.
  • the low frequency Accelerations say something about the macroscopic Track topology (curve radii, track bedding), the higher frequencies Accelerations of shock something about microscopic Bumps.
  • the accelerometer that this Vibration profile of the route must be pronounced be robust to the extreme environmental conditions and the to be able to withstand occurring accelerations permanently. It should be attached to the vehicle as unsprung as possible and then detects, for example, those that occur in the vertical Accelerations. Additional sensors can be used for Detect in particular horizontally across Accelerations occurring in the direction of travel are provided, which is also a location-specific multi-frequency for each location Deliver acceleration signal.
  • Figure 2 shows the successive when passing Locations S0 to S10 from an on-board acceleration sensor detected multi-frequency acceleration values.
  • the individual curves have a certain mutual relationship Similarity; in fact, they differ depending on the location striking from each other.
  • the invention builds on the existence and on the reproducibility of the location-selective Frequency spectra of the acceleration signals in such a way that they are on a current trip of one Vehicle sensor detected acceleration signals compared with the acceleration signals determined during a previous trip, for a clear assignment from a route atlas given absolute or relative locations.
  • FIG. 3 An accelerometer S takes the vibrating profile every time you drive a route this route and leads it to one of two stores, where it is stored in digital form.
  • the respective Driving location determined and available as a location result OB posed.
  • Acknowledgment of the location result determined in each case can be dependent on the fact that the respective Location result with previously determined location results harmonized, d. H. that there are not jumps in route kilometrage is coming. Whether the previously determined location information also from the correlation of acceleration spectra were determined or by another location system, such as B. a wheel pulse generator or a satellite navigation system GPS is irrelevant.
  • the location-dependent acceleration spectra can be stored in the reference memory of all locations on a route or only those for selected route points or route areas applicable acceleration spectra. These route areas are then preferably those in which satellite navigation cannot be used. This is in tunnel and train stations the case.
  • an additional location system such as the satellite location has a confidence range around one Specify rough location point in which to be correlated Acceleration spectra are to be found.
  • the security of the location results depends on the Length and resolution of those involved in the location process Correlation range.
  • the sensor signals can be correlated independently of one another or as a mixed signal.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)

Claims (14)

  1. Procédé pour l'autolocalisation d'un véhicule guidé sur rails sur une voie en utilisant une image de voie de référence, qui est présente sur le véhicule et qui est mémorisée avec une référence au kilométrage de voie, et une image de voie actuelle, qui est déterminée lors du parcours des rails de la voie selon les mêmes règles que l'image de voie de référence et qui est à corréler avec l'image de voie de référence,
    caractérisé par le fait que,
    pour l'autolocalisation du véhicule, on effectue la corrélation des spectres fréquentiels de mesures d'accélération qui proviennent d'un parcours de référence et du parcours actuel.
  2. Procédé selon la revendication 1,
    caractérisé par le fait que
    on linéarise les spectres fréquentiels des mesures d'accélération actuelles selon la vitesse de déplacement actuelle.
  3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2,
    caractérisé par le fait que
    il est prévu sur le véhicule au moins un capteur d'accélération (S) pour détecter des accélérations horizontales transversalement par rapport au sens de déplacement et/ou des accélérations verticales,
    il est prévu sur le véhicule, pour mémoriser les données pour l'image de voie de référence et pour l'image de voie actuelle, des mémoires (SS, RS) dans lesquelles les données sont à enregistrer et dans lesquelles les données peuvent être relues pour la corrélation, et
    il est prévu un atlas de voies (SA) qui peut être lu lors de la corrélation des spectres fréquentiels mémorisés et dans lequel, lors d'un premier parcours, des indications de position ont été enregistrées de manière synchrone à l'enregistrement des données d'accélération dans la mémoire de référence.
  4. Dispositif selon la revendication 3,
    caractérisé par le fait que
    la corrélation de l'image de voie de référence et de l'image de voie actuelle contient l'évaluation des signaux de capteurs du point de vue de domaines définis du spectre fréquentiel, c'est-à-dire la fréquence et l'amplitude.
  5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4,
    caractérisé par le fait que
    les données de l'image de voie actuelle remplacent à chaque fois, au plus tôt après la corrélation de l'image de voie actuelle avec l'image de voie de référence, les données mémorisées pour l'image de voie de référence et représentent ensuite les données de l'image de voie de référence.
  6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5,
    caractérisé par le fait que
    les données représentant l'image de voie de référence et les données représentant l'image de voie actuelle sont soumises à une compression de données avant leur mémorisation et à une décompression de données avant leur corrélation.
  7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6,
    caractérisé par le fait que
    les données représentant l'image de voie de référence sont associées, en un nombre défini d'échantillonnages par unité de voie, aux indications de positions absolues des données mémorisées dans un atlas de voies et à d'autres données déterminantes concernant la voie et les données représentant l'image de voie actuelle sont envoyées, linéarisées selon la vitesse d'avance actuelle du véhicule, en un même nombre défini d'échantillonnages par unité de voie, à l'opération de corrélation.
  8. Dispositif selon la revendication 7,
    caractérisé par le fait que
    la vitesse d'avance actuelle du véhicule doit être déterminée par une mesure radar par l'intermédiaire du sol.
  9. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 8,
    caractérisé par le fait que
    la précision des résultats de localisation peut être modifiée en prescrivant différentes valeurs de taux d'échantillonnage par unité de temps, aussi bien pour la représentation de l'image de voie de référence que pour celle de l'image de voie actuelle, ainsi que différentes résolutions.
  10. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 9,
    caractérisé par le fait que
    la fiabilité du résultat de localisation peut être modifiée en prescrivant différentes longueurs de domaines de corrélation et différentes valeurs de résolution ainsi que de taux d'échantillonnages.
  11. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 10,
    caractérisé par le fait que
    l'acceptation d'une indication de position, déterminée par la corrélation de l'image de voie de référence et de l'image de voie actuelle, sur le véhicule est rendue dépendante du fait que des opérations de localisation antérieures ont conduit à des résultats de localisation qui sont en harmonie avec l'indication de position déterminée actuellement.
  12. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 11,
    caractérisé par le fait que
    le véhicule reconnaít lors du passage d'embranchements de voies, à partir de l'évaluation des signaux de capteurs, le tronçon de voie respectivement parcouru et détermine à partir de là l'image de voie de référence à corréler ensuite.
  13. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 12,
    caractérisé par le fait que
    un système de localisation superposé prescrit lors d'un nouveau démarrage de l'opération de localisation une valeur de position approximative dont le domaine de fiabilité prescrit le domaine de l'image de voie de référence qui doit être corrélée avec l'image de voie actuelle.
  14. Dispositif selon la revendication 13,
    caractérisé par le fait que
    l'indication de position approximative provient d'un système de localisation par satellite.
EP97250069A 1996-03-14 1997-03-12 Procédé de détermination de position d'un véhicule guidé sur rails et dispositif de mise en oeuvre du procédé Expired - Lifetime EP0795454B1 (fr)

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