用于鐵路交叉口物體探測器的定向驗證方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及掃描方法領域并且尤其涉及用于鐵路交叉口處物體的掃描。
【背景技術】
[0002]掃描系統通常用來探測監控區域內的物體。掃描系統可用在鐵路交叉口以在探測到接近的列車時在鐵路交叉口屏障已經關閉之后探測鐵路軌道上的侵入物體。
[0003]掃描系統可依靠反射調頻雷達的反射機并利用發射信號與反射信號之間的頻率差和幅度差來確定監控區域中存在物體。其它現有掃描系統可使用發射機和響應于來自物體的信號的反射的接收機而不使用反射機或探測來自反射機的信號的存在。
[0004]已經開發了許多使用微波探測系統的系統。U.S.7295111 B2描述了具有可發送信號的發射機和可接收所發射信號的調制反射機的系統。調制反射機可包括調制器以接收所接收的信號并產生調制信號。調制信號可被再發射并被原始接收機接收。
[0005]U.S.2008136632 Al描述了一種用于自動探測越限帶中入侵物體的系統和方法。所述系統可包括用于沿覆蓋越限帶的路徑發射信號的發射機和用于接收所發射信號的調制反射機。調制反射機可發射調制信號。所述系統還可包括連接到發射機和接收機的處理器，處理器能夠處理所接收的調制信號并根據所接收的調制信號中特性啟動動作。
[0006]EP 2394882 Al描述了一種用于探測并評估來自第一掃描過程中限定掃描區域的掃描信號的方法。雷達掃描裝置可用來探測定位在掃描區域中的鐵路柵門。可在表明是否在限定位置探測到柵門的第一掃描過程的評估期間的第二掃描過程中探測和評估信號。可以調整掃描區域。
[0007]本發明至少部分針對改進或克服現有技術系統的一個或多個方面。
【發明內容】
[0008]—方面，本發明描述用于鐵路交叉口處物體探測器的定向驗證方法。所述方法包括啟動將信號傳送到至少2個相對的目標物體的至少一個固定雷達發射機；監測來自目標物體的所接收的信號；通過評估從相對的目標物體接收的信號的幅度水平和幅度距離確定固定雷達發射機的掃描帶的定向。
【附圖說明】
[0009]當結合附圖一起理解以下各種實施例的描述時，可更加透徹地理解本發明的前述以及其它特征和優點，附圖中:
[0010]圖1示出具有監控帶的鐵路交叉口 ；
[0011]圖2示出由本發明的雷達發射的信號的鋸齒調制；
[0012]圖3示出具有4個雷達的圖1的鐵路交叉口，所述4個雷達具有大致橫向跨過監控帶的掃描帶并且每個掃描帶覆蓋2個目標雷達；
[0013]圖4a示出覆蓋2個目標雷達的具有運行首搖(yaw)定向的雷達的掃描帶；
[0014]圖4b示出從目標雷達接收的信號的頻率幅度；
[0015]圖5a示出覆蓋單個目標雷達的不具有運行首搖定向的雷達的掃描帶；
[0016]圖5b示出從單個目標雷達接收的信號的頻率幅度；
[0017]圖6示出從方向A觀察時具有橫搖(roll)定向的雷達的掃描帶；
[0018]圖7a示出覆蓋2個目標雷達的具有運行旋轉定向的雷達的掃描帶；
[0019]圖7b示出從目標雷達接收的信號的頻率幅度；
[0020]圖8a示出局部覆蓋2個目標雷達的不具有運行旋轉定向的雷達的掃描帶；
[0021]圖8b示出從2個目標雷達接收的信號的局部頻率幅度；
[0022]圖9示出從方向B觀察時具有縱搖(pitch)定向的雷達的掃描帶；
[0023]圖1Oa示出覆蓋2個目標雷達的具有運行縱搖定向的雷達的掃描帶；
[0024]圖1Ob示出從目標雷達接收的信號的頻率幅度；
[0025]圖1la示出不具有運行縱搖定向的雷達的掃描帶；以及
[0026]圖1lb示出從2個目標雷達接收的信號的非常低的頻率幅度。
【具體實施方式】
[0027]本發明整體涉及一種用來探測物體尤其是鐵路交叉口處物體的系統和方法。
[0028]圖1示出鐵路交叉口 5。鐵路交叉口 5可具有2個鐵路軌道12、14。所述系統和方法可在僅具有單個軌道12的鐵路交叉口 5使用。鐵路交叉口 5可具有屏障16、18、20、22以防止公路27上的車輛進入軌道12、14。屏障16、18、20、22可在列車通過鐵路交叉口5之前防止車輛進入鐵路交叉口 5穿過鐵路軌道12、14。屏障16、18、20、22可在列車到來之前降下并在列車離開之后升起。屏障16、18、20、22可通過可與其它控制系統通信的屏障控制系統來控制。
[0029]鐵路交叉口 5可具有易于被行人或車輛穿過的交叉區域。交叉區域中車輛或行人的存在會妨礙列車通過。可監測交叉區域以確保在屏障16、18、20、22關閉之后鐵路軌道12、14上或其附近沒有諸如車輛或行人的物體。
[0030]鐵路交叉口 5可具有監測鐵路軌道12、14上或其附近物體的存在的監控帶24。可定位監控帶24使得交叉區域可在監控帶24之內。屏障16、18、20、22可定位在監控帶24的邊界處。
[0031]參照圖2，用于探測鐵路交叉口處物體的系統10可包括多個固定雷達發射機26。固定雷達發射機26可提供用于掃描監控帶24。每個固定雷達發射機26可具有固定天線。固定雷達發射機26可以是靜止不動的。固定雷達發射機26可以是連續波雷達。在一種實施例中，固定雷達發射機26可以是調頻連續波雷達(FMCW雷達)。
[0032]參照圖2，FMCff固定雷達發射機可發射具有鋸齒調制的信號。圖2示出發射信號30和接收信號32。接收信號32的波形可與帶有頻移的發射信號30相同。發射信號30與反射信號之間的頻移量可隨延時增加。延時可對應于增加距離。延時可以是距離的測量。當發射信號30從附近的物體反射時可發生小的頻移，而當發射信號30從導致較大延時和較大距離的相對遠的物體反射時可發生較大的頻移。
[0033]所述多個固定雷達發射機26中的每個可具有掃描范圍。掃描范圍可以是從每個固定雷達發射機26的距離，在該距離內可探測物體。每個固定雷達發射機26的掃描范圍可延伸跨過監控帶24。每個固定雷達發射機26的掃描范圍可斜對地延伸跨過監控帶24。每個固定雷達發射機26的掃描范圍可橫向地延伸跨過監控帶24。
[0034]所述多個固定雷達發射機26中的每個可以掃描波束的形式發射信號。掃描波束可具有張角。張角可確定掃描波束的波束寬度。在一種實施例中，每個固定雷達發射機26可具有優選為25°的波束張角。波束張角可確定掃描波束在水平平面上的水平覆蓋。波束張角可由固定天線確定。
[0035]所述多個固定雷達發射機26可具有波束仰角。掃描波束角度可確定掃描波束在豎直平面上的高度覆蓋。波束仰角可由固定天線確定。波束仰角可限于較小的角度。在一種實施例中，每個固定雷達發射機26可具有優選在-10°到+10°之間的仰角。在一種實施例中，每個固定雷達發射機26可具有優選在-5°到+5°之間的仰角。在一種實施例中，每個固定雷達發射機26可具有優選在-2.5°到+2.5°之間的仰角。
[0036]每個固定雷達發射機26可具有掃描帶28。掃描帶28可由固定雷達發射機26的掃描范圍、波束張角以及波束仰角確定。每個固定雷達發射機26的掃描帶28可延伸跨過監控帶24。每個固定雷達發射機26的掃描帶28可大致斜對地延伸跨過監控帶24。每個固定雷達發射機26的掃描帶28可大致橫向地延伸跨過監控帶24。固定雷達發射機26可適當地定位使得相應的掃描帶28可提供監控帶24的充分覆蓋。固定雷達發射機26可適當地定向使得相應的掃描帶28可提供監控帶24的充分覆蓋。
[0037]在一種實施例中，包括所述多個固定雷達發射機26的系統10可定位在隧道的出口處或隧道的入口處。在另一實施例中，系統10可定位在天橋下。系統10可定位在天橋下用于行人或車輛。
[0038]在另一實施例中，系統10可定位在鐵路交叉口 5。在又一實施例中，系統10可定位在鐵路交叉口 5處，所述鐵路交叉口 5定位在隧道的出口或隧道的入口處。
[0039]參照圖3，具有4個固定雷達發射機26a、26b、26c、26d，每個固定雷達發射機26a、26b、26c、26d各自具有延伸覆蓋至少2個目標物體的掃描帶28a、28b、28c、28d。所述2個目標物體可以是固定雷達發射機26a、26b、26c、26d。目標物體可與發送掃描波束的固定雷達發射機26a、26b、26c、26d相對。
[0040]在監控帶24處的任意單個點