毕业设计（论文）-基于多传感器信息融合测速方法研究

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1、兰州交通大学毕业设计（论文）摘要随着城市轨道交通的快速发展，列车测速技术已经成为列车运行自动控制的重要技术之一，列车测速准确性直接影响列车的行车安全和运行效率。而实时、准确地获得列车速度信息是列车安全、高效运行的保障。因此本文对列车测速方法进行深入研究，对于提高列车测速的精确度和可靠性具有重要意义。论文以轮轴测速传感器和多普勒雷达速度传感器为研究对象，由于轮轴测速传感器的测速方法存在轮对空转和滑行等问题，而多普勒雷达速度传感器在列车速度较低时，多普勒效应不明显，因此单一的速度传感器很难达到所要求的测速精度，但是将这两种传感器结合起来进行多传感器信息融合，

2、发挥各个传感器的优势，就能使测速系统达到较高的精度和可靠性。本文通过对几种常见的信息融合结构的分析，选用了多级式融合结构对轮轴测速传感器和多普勒雷达速度传感器进行结构融合，建立测速系统的算法模型和状态方程，用Kalman滤波器进行滤波，最后获得最优状态的估计值。同时，完成了列车测速系统的硬件结构。关键词：列车测速；轮轴测速传感器；多普勒雷达速度传感器；信息融合；Kalman滤波-I-兰州交通大学毕业设计（论文）AbstractWiththerapiddevelopmentofurbanrailtransit,thespeedmeasurementtech

3、nologyhasbecomeanimportanttechniqueofautomaticcontrolfortrainoperation;thetrainspeeddirectlyaffectstheaccuracyofthetraintrafficsafetyandoperationalefficiency.Thereal-timeandaccuratelyaccesstotrainspeedinformationistheprotectionofthesafeandefficientoperationofthetrains.Thespeedmea

4、surementmethodsarestudiedtoimprovetheaccuracyoftrainspeedandthereliabilityofthetrainoperation.AxlespeedsensorandDopplerradarspeedsensorarethestudyobjects,becausetheaxlespeedsensorwheelspeedmeasurementmethodhasproblemsinidlingandtaxiing,andwhenthetrainspeedislow,theDopplereffectis

5、obvious,soasinglespeedsensorisdifficulttoachievetherequiredspeedaccurately,Butthetwosensorsarecombinedformulti-sensordatafusioncanplayalltheadvantagesofthespeedsensorsysteminachievinghighaccuracyandreliability.Basedontheanalysisofinformationfusionofseveralcommonstructure,thechoic

6、eofmulti-stagestructureonaxlespeedsensorfusioncombinedwiththefusionDopplerradarvelocitysensorstructure,speedmeasurementsystemalgorithmmodelisestablishedandtheKalmanfilterisusedtofilter,andfinallyobtaintheoptimalstateestimationvalue.Meanwhile,thetrainspeedsystemhardwarestructureis

7、completed.Keywords:Trainspeedmeasurement,Wheelspeedsensor,Dopplerradarspeedsensor,Informationfusion,Kalmanfilter-III-兰州交通大学毕业设计（论文）目录摘要IAbstractII目录II1绪论21.1选题的背景和研究意义21.2列车测速的发展趋势21.3论文主要研究的内容22CBTC的基本原理及技术22.1CBTC的基本原理22.2CBTC的技术基础23列车测速方法的研究23.1轮轴脉冲速度传感器23.1.1测速原理23.1.2误差分析及补偿

8、方法23.2多普勒雷达23.2.1测速原理23.2.2误差分析及补偿方法24基于