用于提高运动物体的定位精度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于提高尤其是轨道车辆的运动物体在预先给定的停止点上的定位精度的方法和设备。
【背景技术】
[0002]对于现代运输系统，例如带有站台门的自动化短途交通列车或地铁系统，在列车驶向停止点时要求最小停车精度，使得例如通过足够精确地对置的列车门和站台门实现乘客的调换。
[0003]为实现最小停车精度，可考虑不同的技术解决方法。因此，可例如在轨道内或在轨道附近设置所谓的应答器或另外的信号传输装置。在此，应答器在驶向停止点期间通过安装在列车上的天线设备被读取，这与车辆仪器中的信号处理装置以及用于列车的驱动控制的接口相结合，例如通过带有相同的所述信号处理装置的控制回路足够可靠地实现了最小停车精度。此信号处理典型地是列车影响或列车控制解决方案的部分。
[0004]由于比较大的车辆质量和行车和制动控制的有限的可能性，结合在驶入时的动力学和所参与的单元的磨损性能，仅可实现在数分米的范围内的定位或位置精度。在实际的运行中，因此所要求的最小停车精度并非在所有的情况中可实现。如果不涉及停止窗，则通常进行手动控制的列车后移且再次驶向停止点。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题因此在于给出一种通过避免所述缺点实现在驶向停止点时的改进的定位精度(停止精度)的方法和设备。
[0006]对于方法，该技术问题根据本发明通过权利要求1的特征解决。对于根据本发明的方法工作的设备，所述技术问题根据本发明通过权利要求8的特征解决。有利的构造和扩展是各从属权利要求的对象。
[0007]根据本发明建议，为提高尤其是轨道车辆的运动物体在预先给定的停止点上的定位精度，在物体的第一次停止之后通过线路侧和物体侧天线设备确定实际位置和额定位置之间的偏差。根据此偏差进行物体的重新定位，其中将实际位置修正。
[0008]设备尤其是包括线路侧和物体侧天线设备以及控制单元，其中控制单元在电路和/或编程技术上设置为执行所述方法。设备此外适宜地包括能量存储器。
[0009]控制单元在本发明的合适的实施形式中基本上通过微控制器形成，其中实施了自动执行方法的控制程序。但控制单元可替代地也例如通过特定用途的集成电路(ASIC)形成。优选地，控制单元是列车自动控制(ATC)模块的部分。
[0010]通过检测偏差且由此推导出物体的新的定位，简单且廉价地改进了物体在停止点上的定位或停止精度。优选地，线路侧设备发出停止点信号，所述停止点信号被物体侧天线设备作为用于停止的信号接收。根据所确定的所发出的信号的信号强度分布，由控制单元例如根据传播时间测量的形式可确定偏差。
[0011]为确保特别精确地确定偏差，在用于确定偏差的方法的有利的构造中使物体侧天线设备运动。替代地，车辆侧天线设备或两个天线设备可运动。尤其是，在天线设备运动期间检测所发出的信号的信号值分布，由此尤其根据最大值确定偏差。为此，在根据本发明的设备中，物体侧天线设备例如在上方布置在物体的顶部上且沿物体纵向方向电动地可运动。通过物体侧和/或线路侧天线设备或单独的天线的可运动的布置，且通过由尤其是电动马达的马达实现的使可运动的天线设备在物体纵向方向或在物体运动方向上移动的可能性，实施了附加的控制回路。
[0012]通常，天线设备在常规地实现的定位精度的情况下仅给出近似的相互对齐的位置。由于两个天线设备或天线在运动过程中的期望的比较精确的相互定位，实现了物体位置(实际位置)与所给定的停止点(额定位置)的偏差的比较精确的确定。因此，由于待移动的物体(天线设备)的(与物体相比一般)明显更轻的质量，实现了特别简单且廉价的确定以及定位精度的提高。
[0013]换言之，天线所运动的距离被考虑作为衡量实际位置和额定位置之间的偏差的尺度。在天线设备运动之后，物体在与天线设备相同的方向上运动。运动的长度在此相当于天线设备的调节位移。
[0014]天线设备和所使用的信号的设计优选这样地进行，使得在常规地实现的停车公差下在第一次停止时出现天线设备的(如需要弱的)耦合，且停止点信号的信号处理通过相应地控制电动马达实现可运动的天线设备的微调。在确定偏差时的位置精度通过结合所选择的频率和其他信号特征来合适地选择天线尺寸和/或天线结构形式可进一步提高。
[0015]在有利的构造中，通过线路侧天线设备向物体侧天线设备发送调制无线信号。通过所发送的无线信号的合适的调制，可根据相应的接收到的无线信号确定物体的运动方向。
[0016]附加地或替代地，线路侧和/或物体侧天线设备在设备的也有利的构造中包括多个相邻的单独天线，其中线路侧天线设备的单独天线发送带有不同的信号特征尤其是带有不同的频率的无线信号以识别物体的运动方向。以此例如可确定物体是否已达到停止点前方还是后方的(第一次)停止。通过因此而改进的可到达的天线设备的定位，可更精确地测量原来驶向的错位，且因此可更好地将其用于改进定位精度或正确停止的运行可靠性。
[0017]合适地，在新定位之后存储检测到的偏差。可在物体在相同的位置上重新停止时在随后的时刻即在第二次停止时考虑此偏差，方式是例如更强地制动物体或错开一段对应于偏差的行程地更早或更晚开始制动过程。
[0018]合适地，将用于每个新的停止过程的距离单独地用作修正的停止值。此扩展尤其是可考虑如下情况，即例如物体制动的制动功率由于制动设备在不同的环境条件下的老化或磨损可能随时间变化。因此在物体侧可利用获知的偏差以借助行驶和制动控制通过修正物体位置事先降低定位误差。
[0019]在合适的扩展中，所确定的偏差在显示器上向物体操作者图示。因此，有利地简化了通过物体操作者的手动重新定位。
[0020]在特别优选的构造中，设备的控制单元包括定位模块以根据第一次停止或通过考虑所存储的更早的停止过程的停止值自动进行重新定位。以此，在运行实践中通过提高定位精度或对于停止精度公差范围的命中率改进整个系统性能。
[0021]在方法的优选的扩展中利用如下事实，即通过天线设备的改进的对置精度给出了从轨道到物体的有效的无线能量传输的前提条件。为此，在重新定位之后开始充电过程，其中将适合于能量传输的感应信号从线路侧天线设备发送到物体侧天线设备。以此传输的充电能量存储在物体的能量存储器内。
[0022]能量传输可有利地通过相同的天线设备或单独的天线实现，方式是在实现了新定位之后关断控制系统且将能量传输所要求的感应信号送入到线路侧天线设备。通过合适的频率选择和天线特性，得到从轨道到物体的有效的能量传输，在此处能量被存储在能量存储器内。例如也可构思将相对定位的天线设备用于物体和轨道之间的能量传输。
[0023]在优选的应用中，待停止的物体是与根据本发明的设备联接的轨道车辆。以此实现了更精确地驶向预先确定的停止点，例如驶向到车站区域内。为此，轨道车辆例如在端侧具有天线设备以接收线路侧RFID(无线射频识别)信号，例如作为用于驶向的指令变量的RFID标签。优选地，车辆侧天线设备包括RFID读取装置且线路侧天线设备包括尤其是一个或多个相应的RFID收发器。基本上，方法和/或相应的设备也可用于多个另外的应用，其中运动的物体应在一定的停止点上停止，例如在生产过程的材料输入时停止。
【附图说明】
[0024]本发明的实施例在下文中根据附图详细解释。各图为:
[0025]图1是在驶向到安装在线路侧的天线设备的区域内之后的轨道车辆，和
[0026]图2是根据图1的轨道车辆，所述轨道车辆带有定位模块和能量存储器。
【具体实施方式】
[0027]图1简化地图示了用于提高轨道车辆4在停止点H的定位或停止精度的设备2的结构和工作方式，所述设备2带有三个线路侧天线4，尤其是定向天线，天线阵列或RFID收发器6a、6b和6c。天线(发送天线)6a、6b和6c被施加以高频调制信号Sa、Sb和Sc作为先导信号。理