用于铁路交叉口物体探测器的定向验证方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及扫描方法领域并且尤其涉及用于铁路交叉口处物体的扫描。
【背景技术】
[0002]扫描系统通常用来探测监控区域内的物体。扫描系统可用在铁路交叉口以在探测到接近的列车时在铁路交叉口屏障已经关闭之后探测铁路轨道上的侵入物体。
[0003]扫描系统可依靠反射调频雷达的反射机并利用发射信号与反射信号之间的频率差和幅度差来确定监控区域中存在物体。其它现有扫描系统可使用发射机和响应于来自物体的信号的反射的接收机而不使用反射机或探测来自反射机的信号的存在。
[0004]已经开发了许多使用微波探测系统的系统。U.S.7295111 B2描述了具有可发送信号的发射机和可接收所发射信号的调制反射机的系统。调制反射机可包括调制器以接收所接收的信号并产生调制信号。调制信号可被再发射并被原始接收机接收。
[0005]U.S.2008136632 Al描述了一种用于自动探测越限带中入侵物体的系统和方法。所述系统可包括用于沿覆盖越限带的路径发射信号的发射机和用于接收所发射信号的调制反射机。调制反射机可发射调制信号。所述系统还可包括连接到发射机和接收机的处理器，处理器能够处理所接收的调制信号并根据所接收的调制信号中特性启动动作。
[0006]EP 2394882 Al描述了一种用于探测并评估来自第一扫描过程中限定扫描区域的扫描信号的方法。雷达扫描装置可用来探测定位在扫描区域中的铁路栅门。可在表明是否在限定位置探测到栅门的第一扫描过程的评估期间的第二扫描过程中探测和评估信号。可以调整扫描区域。
[0007]本发明至少部分针对改进或克服现有技术系统的一个或多个方面。
【发明内容】
[0008]—方面，本发明描述用于铁路交叉口处物体探测器的定向验证方法。所述方法包括启动将信号传送到至少2个相对的目标物体的至少一个固定雷达发射机；监测来自目标物体的所接收的信号；通过评估从相对的目标物体接收的信号的幅度水平和幅度距离确定固定雷达发射机的扫描带的定向。
【附图说明】
[0009]当结合附图一起理解以下各种实施例的描述时，可更加透彻地理解本发明的前述以及其它特征和优点，附图中:
[0010]图1示出具有监控带的铁路交叉口 ；
[0011]图2示出由本发明的雷达发射的信号的锯齿调制；
[0012]图3示出具有4个雷达的图1的铁路交叉口，所述4个雷达具有大致横向跨过监控带的扫描带并且每个扫描带覆盖2个目标雷达；
[0013]图4a示出覆盖2个目标雷达的具有运行首摇(yaw)定向的雷达的扫描带；
[0014]图4b示出从目标雷达接收的信号的频率幅度；
[0015]图5a示出覆盖单个目标雷达的不具有运行首摇定向的雷达的扫描带；
[0016]图5b示出从单个目标雷达接收的信号的频率幅度；
[0017]图6示出从方向A观察时具有横摇(roll)定向的雷达的扫描带；
[0018]图7a示出覆盖2个目标雷达的具有运行旋转定向的雷达的扫描带；
[0019]图7b示出从目标雷达接收的信号的频率幅度；
[0020]图8a示出局部覆盖2个目标雷达的不具有运行旋转定向的雷达的扫描带；
[0021]图8b示出从2个目标雷达接收的信号的局部频率幅度；
[0022]图9示出从方向B观察时具有纵摇(pitch)定向的雷达的扫描带；
[0023]图1Oa示出覆盖2个目标雷达的具有运行纵摇定向的雷达的扫描带；
[0024]图1Ob示出从目标雷达接收的信号的频率幅度；
[0025]图1la示出不具有运行纵摇定向的雷达的扫描带；以及
[0026]图1lb示出从2个目标雷达接收的信号的非常低的频率幅度。
【具体实施方式】
[0027]本发明整体涉及一种用来探测物体尤其是铁路交叉口处物体的系统和方法。
[0028]图1示出铁路交叉口 5。铁路交叉口 5可具有2个铁路轨道12、14。所述系统和方法可在仅具有单个轨道12的铁路交叉口 5使用。铁路交叉口 5可具有屏障16、18、20、22以防止公路27上的车辆进入轨道12、14。屏障16、18、20、22可在列车通过铁路交叉口5之前防止车辆进入铁路交叉口 5穿过铁路轨道12、14。屏障16、18、20、22可在列车到来之前降下并在列车离开之后升起。屏障16、18、20、22可通过可与其它控制系统通信的屏障控制系统来控制。
[0029]铁路交叉口 5可具有易于被行人或车辆穿过的交叉区域。交叉区域中车辆或行人的存在会妨碍列车通过。可监测交叉区域以确保在屏障16、18、20、22关闭之后铁路轨道12、14上或其附近没有诸如车辆或行人的物体。
[0030]铁路交叉口 5可具有监测铁路轨道12、14上或其附近物体的存在的监控带24。可定位监控带24使得交叉区域可在监控带24之内。屏障16、18、20、22可定位在监控带24的边界处。
[0031]参照图2，用于探测铁路交叉口处物体的系统10可包括多个固定雷达发射机26。固定雷达发射机26可提供用于扫描监控带24。每个固定雷达发射机26可具有固定天线。固定雷达发射机26可以是静止不动的。固定雷达发射机26可以是连续波雷达。在一种实施例中，固定雷达发射机26可以是调频连续波雷达(FMCW雷达)。
[0032]参照图2，FMCff固定雷达发射机可发射具有锯齿调制的信号。图2示出发射信号30和接收信号32。接收信号32的波形可与带有频移的发射信号30相同。发射信号30与反射信号之间的频移量可随延时增加。延时可对应于增加距离。延时可以是距离的测量。当发射信号30从附近的物体反射时可发生小的频移，而当发射信号30从导致较大延时和较大距离的相对远的物体反射时可发生较大的频移。
[0033]所述多个固定雷达发射机26中的每个可具有扫描范围。扫描范围可以是从每个固定雷达发射机26的距离，在该距离内可探测物体。每个固定雷达发射机26的扫描范围可延伸跨过监控带24。每个固定雷达发射机26的扫描范围可斜对地延伸跨过监控带24。每个固定雷达发射机26的扫描范围可横向地延伸跨过监控带24。
[0034]所述多个固定雷达发射机26中的每个可以扫描波束的形式发射信号。扫描波束可具有张角。张角可确定扫描波束的波束宽度。在一种实施例中，每个固定雷达发射机26可具有优选为25°的波束张角。波束张角可确定扫描波束在水平平面上的水平覆盖。波束张角可由固定天线确定。
[0035]所述多个固定雷达发射机26可具有波束仰角。扫描波束角度可确定扫描波束在竖直平面上的高度覆盖。波束仰角可由固定天线确定。波束仰角可限于较小的角度。在一种实施例中，每个固定雷达发射机26可具有优选在-10°到+10°之间的仰角。在一种实施例中，每个固定雷达发射机26可具有优选在-5°到+5°之间的仰角。在一种实施例中，每个固定雷达发射机26可具有优选在-2.5°到+2.5°之间的仰角。
[0036]每个固定雷达发射机26可具有扫描带28。扫描带28可由固定雷达发射机26的扫描范围、波束张角以及波束仰角确定。每个固定雷达发射机26的扫描带28可延伸跨过监控带24。每个固定雷达发射机26的扫描带28可大致斜对地延伸跨过监控带24。每个固定雷达发射机26的扫描带28可大致横向地延伸跨过监控带24。固定雷达发射机26可适当地定位使得相应的扫描带28可提供监控带24的充分覆盖。固定雷达发射机26可适当地定向使得相应的扫描带28可提供监控带24的充分覆盖。
[0037]在一种实施例中，包括所述多个固定雷达发射机26的系统10可定位在隧道的出口处或隧道的入口处。在另一实施例中，系统10可定位在天桥下。系统10可定位在天桥下用于行人或车辆。
[0038]在另一实施例中，系统10可定位在铁路交叉口 5。在又一实施例中，系统10可定位在铁路交叉口 5处，所述铁路交叉口 5定位在隧道的出口或隧道的入口处。
[0039]参照图3，具有4个固定雷达发射机26a、26b、26c、26d，每个固定雷达发射机26a、26b、26c、26d各自具有延伸覆盖至少2个目标物体的扫描带28a、28b、28c、28d。所述2个目标物体可以是固定雷达发射机26a、26b、26c、26d。目标物体可与发送扫描波束的固定雷达发射机26a、26b、26c、26d相对。
[0040]在监控带24处的任意单个点