一种非接触的磁浮列车定位装置及方法、磁浮列车
阅读：8发布：2020-05-15
专利汇可以提供一种非接触的磁浮列车定位装置及方法、磁浮列车专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种非 接触 的 磁浮列车 定位 装置及方法、磁浮列车。该非接触的磁浮列车定位装置包括发射天线、若干对感应环线和 信号 处理单元；所述发射天线安装于磁浮列车的本体上，所述感应环线铺设于轨道上；所述发射天线通进高频交变 电流 时，在发射天线四周形成交变 磁场 ，用于交变磁场的激励源；所述感应环线，用于当所述发射天线沿感应环线移动时，产生感应 电压 信号；所述 信号处理 单元，用于根据所述感应环线发送的感应电压信号，获得磁浮列车的 位置 信息。该装置将发射天线安装于列车上，感应环线铺设于轨道上，不需要额外的车地通讯设备就可以传送位置信息，从而使得整个列车系统的结构简单化，降低了系统建设成本，提高了系统的可靠性。，下面是一种非接触的磁浮列车定位装置及方法、磁浮列车专利的具体信息内容。
1.一种非接触的磁浮列车定位装置，其特征在于，包括发射天线、若干对感应环线和信号处理单元；所述发射天线安装于磁浮列车的本体上，所述感应环线铺设于轨道上；
所述发射天线通进高频交变电流时，在发射天线四周形成交变磁场，用于交变磁场的激励源；
所述感应环线，用于当所述发射天线沿感应环线移动时，产生感应电压信号；
所述信号处理单元，用于根据所述感应环线发送的感应电压信号，获得磁浮列车的位置信息。
2.根据权利要求1所述的非接触的磁浮列车定位装置，其特征在于，所述发射天线安装于磁浮列车本体的转向架上，所述感应环线铺设于轨道的长定子的齿内。
3.根据权利要求2所述的非接触的磁浮列车定位装置，其特征在于，所述感应环线埋设于长定子齿的上表面和侧面开设的槽中，并使用压条将所述感应环线封闭在槽内。
4.根据权利要求1至3任一项所述的非接触的磁浮列车定位装置，其特征在于，所述感应环线包括一对基准线R线和若干对绝对定位线G线，所述绝对定位线G线按编码规则交叉换位，所述基准线R线不换位。
5.根据权利要求4所述的非接触的磁浮列车定位装置，其特征在于，所述绝对定位线G线按照格雷码地址编码规则交叉换位，绝对定位线对数和各绝对定位线交叉步长由定位精度和最大检测距离确定。
6.根据权利要求1至3任一项所述的非接触的磁浮列车定位装置，其特征在于，所述感应环线包括相对定位线H线和H’线，所述相对定位线H线和H’线采用双环线结构，两对环线相互错开若干个交叉周期。
7.根据权利要求5所述的非接触的磁浮列车定位装置，其特征在于，所述信号处理单元包括格雷码信号处理单元，用于根据所述基准线R线和所述绝对定位线G线产生的感应电压信号，获得磁浮列车的绝对位置信息。
8.根据权利要求6任一项所述的非接触的磁浮列车定位装置，其特征在于，所述信号处理单元包括相位检测处理单元，用于根据所述相对定位线H线和H’线产生的感应电压信号，获得磁浮列车的磁极相角信息和列车方向信息。
9.一种磁浮列车，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的非接触的磁浮列车定位装置。
10.一种非接触的磁浮列车定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：向安装于磁浮列车本体上的发射天线通进高频交变电流，在发射天线四周形成交变磁场，作为交变磁场的激励源；
步骤2：所述发射天线沿铺设于轨道上的感应环线移动，产生感应电压信号；
步骤3：根据所述感应环线发送的感应电压信号，获得磁浮列车的位置信息。
一种非接触的磁浮列车定位装置及方法、磁浮列车
技术领域
[0001] 本发明涉及磁浮列车领域，尤其涉及一种非接触的磁浮列车定位装置和方法；本发明还涉及具有所述非接触的磁浮列车定位装置的磁浮列车。
背景技术
[0002] 目前，投入商业运营的常导磁浮列车分为低速磁浮列车和高速磁浮列车两种类型。这标志着常导型磁浮列车的相关技术已趋于成熟。
[0003] 然而，现有两种磁浮交通系统都存在一些缺点。以HSST为代表的低速磁浮列车的优点是，悬浮和导向系统结构简单，但其牵引系统采用的短定子异步直线感应电机存在两个明显的弱点：一是电机的效率和功率因数低；二是受到定子端部效应的影响，列车运行时速很难继续提升，使得低速磁浮技术只能应用于城市内部轨道交通。以TR为代表的高速磁浮列车采用长定子同步直线电机，牵引效率高，运行速度快，但也有三个明显的弱点：其一，TR采用主动导向系统，导致车辆体量和重量都很大，车体宽度达3700mm，车辆自重达
52吨；其二是，由于导向电磁铁间隙的约束，转弯半径大，理论上为350m，实际转弯半径达
530m；其三，用于同步牵引的定位测速装置在车上，而牵引控制系统在地面，定位测速的信息需要通过车地通信、无线通信等一系列复杂环节才能传递到地面牵引控制系统，该种系统结构复杂，造价高。
52吨；其二是，由于导向电磁铁间隙的约束，转弯半径大，理论上为350m，实际转弯半径达
530m；其三，用于同步牵引的定位测速装置在车上，而牵引控制系统在地面，定位测速的信息需要通过车地通信、无线通信等一系列复杂环节才能传递到地面牵引控制系统，该种系统结构复杂，造价高。
[0004] 在现有磁浮交通技术的基础上，中国人民解放军国防科学技术大学磁悬浮团队提出了一种新的磁浮列车结构，其运行速度介于现有的高速磁浮列车和低速磁浮列车之间，因此称为中速磁浮列车。中速磁浮列车采用U型永磁、电磁混合悬浮磁铁来实现悬浮和导向功能，采用基于永磁海尔贝克与空芯线圈结构（可简称为PMH&ILC结构）的同步直线电机实现牵引功能。直线电机的初级采用安装在轨道中部的空心线圈，这种结构一方面可以降低造价，另一方面还能最大限度地减小电机的法向力，有利于提高悬浮系统的稳定性；电机的次级采用基于海尔贝克即Halbach结构的永磁阵列，安装在列车转向架的中部，这种结构将永磁阵列的磁场集中于面向轨道上铺设的长定子，提高了永磁体的利用率，同时利用基于Halbach结构的永磁体排列方式，能保证次级磁场为标准的正弦分布，正弦分布的磁场与地面空心线圈内的行波磁场相互作用，能够提高列车运行的平稳性。相比于HSST系统，中速磁浮列车可以达到更高的运行速度，而且牵引效率大幅提高，更加节能环保。
[0005] 中速磁浮列车采用同步牵引技术，从根本上克服了低速磁浮所采用的直线感应电机牵引效率低的缺点。但同步牵引技术需要精确的车辆相对轨道的位置信息，而现有上海高速磁浮的车载定位技术不适用于中速磁浮列车。原因有两个：一是中速和高速磁浮虽然都采用同步直线电机，但高速磁浮采用硅钢叠片铁芯的齿槽结构作为地面长定子，而中速磁浮则采用空芯线圈结构的长定子，因此无法采用检测齿槽结构的方式实现定位；二是高速磁浮列车的定位测速系统极为复杂，特别是轨旁必须要设置大量的无线电通信基站，以将列车测量的位置和速度信息实时传输到地面运控室，无线通信链路不仅增加了系统建设成本，而且极大的降低了系统的可靠性。
发明内容
[0007] 本发明进一步要解决的技术问题是，在提供上述非接触的感应检测装置的基础上，还提供一种包括上述非接触的磁浮列车定位装置的磁浮列车。
[0008] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是：本发明之非接触的感应检测装置，包括发射天线、若干对感应环线和信号处理单元；所述发射天线安装于磁浮列车的本体上，所述感应环线铺设于轨道上；
所述发射天线通进高频交变电流时，在发射天线四周形成交变磁场，用于交变磁场的激励源；
所述感应环线，用于当所述发射天线沿感应环线移动时，产生感应电压信号；
所述信号处理单元，用于根据所述感应环线发送的感应电压信号，获得磁浮列车的位置信息。
所述发射天线通进高频交变电流时，在发射天线四周形成交变磁场，用于交变磁场的激励源；
所述感应环线，用于当所述发射天线沿感应环线移动时，产生感应电压信号；
所述信号处理单元，用于根据所述感应环线发送的感应电压信号，获得磁浮列车的位置信息。
[0009] 优选的，所述发射天线安装于磁浮列车的转向架上，所述感应环线铺设于轨道长定子的齿内。
[0010] 优选的，所述感应环线埋设于长定子齿的上表面和侧面开设的槽中，并使用压条将所述感应环线封闭在槽内。
[0011] 优选的，所述感应环线包括一对基准线R线和若干对绝对定位线G线，所述绝对定位线G线按编码规则交叉换位，所述基准线R线不换位。
[0012] 优选的，所述绝对定位线G线按照格雷码地址编码规则交叉换位，绝对定位线对数和各绝对定位线交叉步长由定位精度和最大检测距离确定。
[0013] 优选的，所述感应环线包括相对定位线H线和H’线，所述相对定位线H线和H’线采用双环线结构，两对环线相互错开若干个交叉周期。
[0014] 优选的，所述信号处理单元包括格雷码信号处理单元，用于根据所述基准线R线和所述绝对定位线G线产生的感应电压信号，获得磁浮列车的绝对位置信息。
[0016] 本发明进一步解决其技术问题采用的技术方案是，在提供所述述非接触的磁浮列车位置检测装置的基础上，本发明还提供一种包括所述非接触的磁浮列车定位装置的磁浮列车。
[0017] 本发明还提供一种非接触的磁浮列车定位方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：向安装于磁浮列车本体上的发射天线通进高频交变电流，在发射天线四周形成交变磁场，作为交变磁场的激励源；
步骤2：所述发射天线沿铺设于轨道上的感应环线移动，产生感应电压信号；
步骤3：根据所述感应环线发送的感应电压信号，获得磁浮列车的位置信息。
步骤2：所述发射天线沿铺设于轨道上的感应环线移动，产生感应电压信号；
步骤3：根据所述感应环线发送的感应电压信号，获得磁浮列车的位置信息。
[0018] 本发明将发射天线安装于列车本体上，感应环线铺设于轨道上，不需要额外的车地通讯设备就可以传送位置信息，从而使得整个列车系统的结构简单化，降低系统建设成本，提高系统的可靠性。将发射天线设置于列车本体的转向架上得到发射天线所在位置，即获得磁浮列车转向架的位置，而同步直线电机的次级安装在列车转向架的中部，因而获得同步直线电机的次级位置，进而获得列车的位置信息。本发明适用于采用空心线圈结构的长定子作为同步直线电机初级的中磁浮列车的定位。将感应环线埋设于长定子齿的上表面和侧面开设的槽中，在不影响列车正常运行的情况下，进一步简化了列车系统的结构。附图说明
[0019] 图1为本发明提供的第一种非接触的磁浮列车定位装置的结构框图；图2为本发明提供的一种非接触的磁浮列车定位装置的安装示意图；
图3为本发明提供的第一种感应环线展开后的铺设示意图；
图4为本发明提供的一种感应环线产生的感应电压以及过零比较处理后示意图；
图5为本发明提供的第二种感应环线展开后的铺设示意图；
图6为本发明提供的第二种非接触的磁浮列车定位装置的结构框图；
图7为本发明提供的一种信号处理单元产生的方波信号以及所对应的格雷码；
图8为本发明提供的第三种非接触的磁浮列车定位装置的结构框图；
图9为本发明提供的一种感应环线产生的电压信号及其相除后的结果；
图10本发明提供的一种信号处理单元产生的包络信号、包络信号微分及方波信号；
图11本发明实施方式所提供的一种磁浮列车定位方法的流程图。
图3为本发明提供的第一种感应环线展开后的铺设示意图；
图4为本发明提供的一种感应环线产生的感应电压以及过零比较处理后示意图；
图5为本发明提供的第二种感应环线展开后的铺设示意图；
图6为本发明提供的第二种非接触的磁浮列车定位装置的结构框图；
图7为本发明提供的一种信号处理单元产生的方波信号以及所对应的格雷码；
图8为本发明提供的第三种非接触的磁浮列车定位装置的结构框图；
图9为本发明提供的一种感应环线产生的电压信号及其相除后的结果；
图10本发明提供的一种信号处理单元产生的包络信号、包络信号微分及方波信号；
图11本发明实施方式所提供的一种磁浮列车定位方法的流程图。
具体实施方式
[0020] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0021] 参见图1-2，图1为本发明提供的第一种非接触的磁浮列车定位装置实施例的结构框图，图2为本发明提供的一种非接触的磁浮列车定位装置的安装示意图。
[0022] 本实施例包括发射天线1、若干对感应环线2和信号处理单元3；所述发射天线1安装于磁浮列车的本体上，所述感应环线2铺设于轨道上；其中，所述发射天线1通进高频交变电流时，在发射天线四周形成交变磁场，用于交变磁场的激励源；所述感应环线2，用于当所述发射天线1沿感应环线2移动时，产生感应电压信号；所述信号处理单元3，用于根据所述感应环线2发送的感应电压信号，获得磁浮列车的位置信息。
[0023] 当安装于磁浮列车的发射天线1中通进高频交变电流时，会在发射天线1四周形成交变磁场；发射天线1靠近感应环线2时，感应环线2近似位于一个均匀分布的、交变的磁场之中，当磁浮列车沿轨道运行时，发射天线1沿感应环线移动，感应环线产生感应电压信号，发送到信号处理单元3中；信号处理单元3根据获得感应电压信号，即可得到磁浮列车的位置信息。
[0024] 上述实施方式不需要额外的车地通讯设备就可以传送位置信息，从而使得整个列车系统的结构简单化，降低了系统建设成本，提高了系统的可靠性。
[0025] 进一步，发射天线1安装于磁浮列车的转向架上，若干对感应环线2铺设于轨道长定子5的齿内；发射天线1作为激励源使感应环线2产生电压信号，信号处理单元3根据获得感应电压信号，可得到发射天线1所在位置，即获得磁浮列车转向架的位置，而同步直线电机的次级安装在列车转向架的中部，因而获得同步直线电机的次级位置，进而获得列车的位置信息。适用于采用空心线圈结构的长定子作为同步直线电机初级的磁浮列车。
[0026] 优选的，若干对感应环线2埋设于长定子的齿上表面和侧面开设的槽中。如图3所示，成对的感应环线嵌于长定子的齿上表面槽中，沿长定子侧面开设的槽铺设，每隔一定间距按一定编码规则在长定子的齿上表面槽中交叉换位，而后再沿长定子侧面的槽铺设。为防止感应环线松动，使用压条将所述感应环线2封闭在槽内。在不影响列车正常运行的情况下，进一步简化了列车系统的结构。
[0027] 以下通过两种实施方式对感应环线的铺设方式分别进行详细描述。
[0028] 参见图3和图4 ，图3为本发明提供的第一种感应环线展开后的铺设示意图，图4为本发明提供的一种感应环线产生的感应电压以及过零比较处理后示意图。
[0029] 感应环线2包括一对基准线R线21和若干对绝对定位线G线22，所述绝对定位线G线22按编码规则交叉换位，所述基准线R线21不换位。当发射天线1沿感应环线移动时，每对感应环线都会产生相应的感应电压信号，其中，因为基准线R线21不交叉换位，因而其产生的感应电压信号不会随发射天线1的位置变化而改变，绝对定位线G线22产生的感应电压信号随着发射天线1的位置变化发生变化，且绝对定位线G线22的感应电压的相位还与绝对定位线G线22的交叉步长有关。
[0030] 优选的，绝对定位线G线22按照格雷码地址编码规则交叉换位，即成对的绝对定位线每隔一定间距按一定格雷码地址编码规则在长定子的齿上表面槽中交叉换位。信号处理单元3对接收到的基准线R线21电压信号和每条绝对定位线G线22电压信号进行相位比较。如果绝对定位线G线22信号与基准线R线21信号的相位相同，则代表编码为“0”；若是绝对定位线G线22信号与基准线R线21信号相位相反，那么代表编码就为“1”。为便于说明，这里以3对绝对定位线G线22为例进行阐述。
[0031] 当发射天线位于位置0时，绝对定位线G0，G1和G2线产生的感应电动电压的传输路径没有交叉，电压信号的相位与基准线R线21感应电动电压相同。如图5所示，4路感应电动势做过零比较处理后得到用二值逻辑代表的方波信号，将绝对定位线G线22对应方波信号与基准线R线21对应的方波信号做异或处理，即可以得到反映列车位置的格雷编码信号。
[0032] 在进一步的方案中，绝对定位线对数和各绝对定位线交叉步长由定位精度和最大检测距离确定，其中：根据实际需要确定绝对位置的最小定位精度，记为l，那么G0线的交叉周期长度为2l。
[0033] 若所需的最大检测距离为L，则绝对定位线对数n满足：（1）
以Gi(0≤i≤n-1)线的第j个交叉点为例，该交叉点距离绝对定位线线始端的长度满足mij,以确定各绝对定位线的交叉点位置：
（2）
以一个齿槽结构长度为65.3mm，若要求感应环线最小定位精度l=65.3mm为例，那么G0线的最小交叉距离为两个齿槽周期的长度65.3mm*2，当最大检测距离要求为1km时，需要铺设14对感应环线。
以Gi(0≤i≤n-1)线的第j个交叉点为例，该交叉点距离绝对定位线线始端的长度满足mij,以确定各绝对定位线的交叉点位置：
（2）
以一个齿槽结构长度为65.3mm，若要求感应环线最小定位精度l=65.3mm为例，那么G0线的最小交叉距离为两个齿槽周期的长度65.3mm*2，当最大检测距离要求为1km时，需要铺设14对感应环线。
[0034] 通过上述实施方式，得到绝对感应线对数和按格雷码地址编码规则交叉的交叉点位置后，可按计算结果在长定子上绕制绝对定位线，当发射天线1沿绝对感应环线G线移动时，信号处理单元3即可以得到反映列车位置的格雷编码信号，进而得到磁浮列车绝对定位信息。
[0035] 参见图5，图5为本发明提供的第二种感应环线展开后的铺设示意图。
[0036] 感应环线2还包括相对定位线H线和H’线23，所述相对定位线H线和H’线23采用双环线结构，两对环线相互错开若干个交叉周期。当发射天线1沿感应环线2移动时，每对感应环线都会产生相应的感应电压信号，相对定位线H线和H’线23产生的感应电压信号随着发射天线1的位置变化而发生变化。
[0037] 优选的，感应环线中的相对定位线H和H’线采用了错开半个交叉周期即一个齿槽周期长度，即相对定位线H和H’线在长定子上绕制错开一个齿槽交叉换位，即相对定位线H线和H’线单位环长度为2个齿槽周期。当发射天线1沿相对定位线H线和H’线23移动时，每对相对定位线H线和H’线23位置必然存在两种不同的情况，相应地产生同相感应电电压和反相感应电压，图5（a）为同相感应电压，图5（b）为反相感应电压。这两种感应电压情况周期性交替出现。信号处理单元3将得到的电压信号进行整形，并将整形后方波信号进行异或处理，得到异或方波。发射天线1沿相对定位线H线和H’线23移动使相对定位线H线和H’线23产生电压信号，信号处理单元3根据感应电压信号整形并进行异或处理得到的异或方波，可得到发射天线1相对于相对定位线H和H’线的位置信息。发射天线1相对于相对定位线H线和H’线的位置信息，即同步直线电机次级相对于初级的磁极相角信息。该相对位置信息以电角度作为其度量单位以磁极相角信息进行表示，每个长定子齿槽长度对应同步直线电机的电角度为60°，同步直线电机的极距为3个齿槽周期，对应180°的电角度。H线和H’线单位环长度为2个齿槽周期而异或方波周期为H线和H’线单位环长度，即对应120°的电角度。异或方波的每次跳变，即每经过一次上升沿和下降沿，代表列车经过了一个齿槽长度的距离，对应60°的电角度。
[0038] 通过上述实施方式，当发射天线1沿相对感应环线H线和H’线移动时，信号处理单元3即可以得到反映列车位置的相对位置信息即磁极相角信息。
[0039] 参见图 3、图 4、图6和 图 7，图3为本发明提供的第一种感应环线展开后的铺设示意图，图4为本发明提供的一种感应环线产生的感应电压以及过零比较处理后示意图，图 6为本发明提供的第二种非接触的磁浮列车定位装置的结构框图，图7为本发明提供的一种信号处理单元产生的方波信号以及所对应的格雷码。
[0040] 为便于说明，这里仍以3对绝对定位线G线22为例进行阐述。
[0041] 当发射天线1沿基准线R线21和绝对定位线G线22移动时，基准线R线21和绝对定位线G线22相应的产生感应电压。基准线R线21和绝对定位线G线22产生的感应电压发送给信号处理单元3。信号处理单元3还包括格雷码信号处理单元31，用于根据所述基准线R线21和所述绝对定位线G线22产生的感应电压信号，获得磁浮列车的绝对位置信息。当发射天线1位于位置0时， 绝对定位线G0，G1和G2线产生的感应电动势的传输路径没有交叉，电压信号的相位与基准线R线感应电压相位相同。格雷码信号处理单元31将4路感应电压做过零比较处理后得到用二值逻辑代表的方波信号，将绝对定位线G线对应方波信号与基准线R线对应的方波信号做异或处理，即可以得到反映列车位置的格雷编码信号000。当发射天线1基准线R线21和绝对定位线G线22沿向位置7的方向继续匀速移动时，如图7所示，每对绝对定位线G线产生的方波信号逻辑与基准线R线产生的方波信号逻辑呈现周期性交叉分布。由于不同位置的格雷码不同，，格雷码信号处理单元31通过周期性交叉分布的方波信号来获得格雷码，从而实现位置检测。
[0042] 参见图5、图8至图 10，图5为本发明提供的第二种感应环线展开后的铺设示意图，图8为本发明提供的第三种非接触的磁浮列车定位装置的结构框图，图9为本发明提供的一种感应环线产生的电压信号及其相除后的结果，图10本发明提供的一种信号处理单元产生的包络信号、包络信号微分及方波信号。
[0043] 当发射天线1沿相对定位线H线和H’线23移动时，相对定位线H线和H’线23产生相应的感应电压。相对定位线H线和H’线23产生的感应电压发送给信号处理单元3。信号处理单元3还包括相位检测处理单元32，用于根据相对定位线H线和H’线23产生的感应电压信号，获得磁浮列车的磁极相角信息。
[0044] 当发射天线1沿感应环线2环线铺设方向移动时，发射天线1与长定子相对位置的变化转换为感应环线2接收电压信号幅值的变化。因此，为了获得准确的位置信息，需要对感应环线2的电压幅值进行检测。但是虽然将发射天线1固定于车体转向架下方，但是由于悬浮高度等的变化，仍然会使得发射天线1距离感应环线2的高度处在一定的动态变化范围内，当高度增加时，接收电压信号幅值变小，当高度降低时，接收电压信号幅值变大。为了克服这种影响，采用了如图5所示的双环线接收结构，两对相对定位线H线和H’线23相互错开半个交叉周期，即一个齿槽周期。
[0045] 当车载发射天线1沿轨道感应环线2方向移动时，线槽中相对定位线H线和H’线23产生的磁通量幅值就会发生周期性的变化，从而导致感应电压发生相应的变化，产生调幅信号。调幅信号经过检波后得到近似的三角波信号，如图9所示，且它们产生的信号相位。
差为180。
差为180。
[0046] 若相对定位线H线和H’线23解调感应电压最大幅值为，则检波后的电压信号可以分别表示为：（3）
（4）
其中，函数mod(x1,x2)为x1/x2的取余函数，l为相对定位线H线和H’线单位环长度，y为发射线圈距离环线初始点距离。
（4）
其中，函数mod(x1,x2)为x1/x2的取余函数，l为相对定位线H线和H’线单位环长度，y为发射线圈距离环线初始点距离。
[0047] 将V(H)与V(H’)相除，可以进一步得到：（5）
从式（5）可以看出，V(H)与V(H’)相除后的结果只与发射线圈的相对位置有关，而与感应电动势幅值无关，从而可以在一定程度上克服由于列车悬浮高度变化带来的位置检测偏差。由于相对定位线H线和H’线23的单位环长度l为两个齿槽周期长度，通过图9可以看出，相除以后的信号一个周期内呈左右对称形分布，但是异或方波在上半个周期和下半个周期的逻辑状态不同，因此可以作为区分式（5）运算结果的依据。根据预先标定好的位置对照表，即将式（5）运算结果与反应列车位置的电角度信号进行对应，实现相对位置信息即磁极相角的检测。
从式（5）可以看出，V(H)与V(H’)相除后的结果只与发射线圈的相对位置有关，而与感应电动势幅值无关，从而可以在一定程度上克服由于列车悬浮高度变化带来的位置检测偏差。由于相对定位线H线和H’线23的单位环长度l为两个齿槽周期长度，通过图9可以看出，相除以后的信号一个周期内呈左右对称形分布，但是异或方波在上半个周期和下半个周期的逻辑状态不同，因此可以作为区分式（5）运算结果的依据。根据预先标定好的位置对照表，即将式（5）运算结果与反应列车位置的电角度信号进行对应，实现相对位置信息即磁极相角的检测。
[0048] 优选的，相位检测处理单元32，用于根据相对定位线H线和H’线23产生的感应电压信号，获得磁浮列车的列车方向信息。
[0049] 列车沿某一方向行驶时，接收到不同位置区间的格雷码数据，逻辑处理单元将绝对位置编码转换为二进制码，两个相邻位置区间的格雷码元所对应的二进制码存在递增或者递减的关系。由此可以定义正方向为二进制码的递增方向，反方向则为二进制码的递减方向。
[0050] 但是在实际线路铺设时，格雷码最小码元所代表的位置区间往往是若干个齿槽周期，通过格雷码序列判断方向会使列车方向信号判别严重滞后。
[0051] 利用发射天线1沿相对定位线H线和H’线23移动产生的异或方波以及相对定位线H和H’线采样信号值微分符号的对应关系可以准确地获得列车运行的方向信号，相位检测处理单元32对H和H’线检波处理后的包络信号进行采样，由于是利用数字电路进行采样，因此图10中包络曲线最大值为1250。求取采样信号的微分，并提取微分信号的正负。根据异或方波的电平逻辑和微分信号的正负逻辑即可判断列车运行方向。
[0052] 例如，若H线接收信号幅值微分大于0，对应方波信号为高电平，可定义此时列车运行为正向。反之当H路信号微分小于0，对应方波信号为低电平，可定义此时列车运行为反向。H’线接收信号幅值微分大于0，对应方波信号为高电平，可定义此时列车运行为反向。反之，当H’路信号微分小于0，对应方波信号低电平，可定义此时列车运行为正向。具体判断方式如表1所示。
[0053] 表1：方向信号判别逻辑本发明还提供了一种磁浮列车，该磁浮列车设有上述非接触的磁浮列车定位装置，由于上述的非接触的磁浮列车具有上述技术效果，具有该非接触的磁浮列车定位装置的磁浮列车也应具有相应的技术效果，在此不再做详细介绍。
[0054] 本发明还提供了一种非接触的磁浮列车定位方法，包括以下步骤：步骤1：发射天线通进高频交变电流，在发射天线四周形成交变磁场，作为交变磁场的激励源，所述发射天线安装于磁浮列车的本体上；
步骤2：所述发射天线沿感应环线移动，产生感应电压信号，所述感应环线按照一定规律铺设于轨道上；
步骤3：根据所述感应环线发送的感应电压信号，获得磁浮列车的位置信息。
步骤2：所述发射天线沿感应环线移动，产生感应电压信号，所述感应环线按照一定规律铺设于轨道上；
步骤3：根据所述感应环线发送的感应电压信号，获得磁浮列车的位置信息。
[0055] 当安装于磁浮列车的发射天线1中通进高频交变电流时，会在发射天线1四周形成交变磁场。发射天线1靠近感应环线2时，感应环线近似位于一个均匀分布的、交变的磁场之中，当磁浮列车沿轨道运行时，即发射天线1沿感应环线移动，感应环线产生感应电压信号，发送到信号处理单元3中。信号处理单元3根据获得感应电压信号，即可得到磁浮列车的位置信息。
[0056] 进一步的，步骤1中所述发射天线1安装于磁浮列车的转向架上，步骤2中所述若干对感应环线2按照一定规律铺设于轨道长定子5的齿内。发射天线1作为激励源使感应环线2产生电压信号，信号处理单元3根据获得感应电压信号，可得到发射天线1所在位置，即获得磁浮列车转向架的位置，而同步直线电机的次级安装在列车转向架的中部，因而获得同步直线电机的次级位置，进而获得列车的位置信息。适用于采用空心线圈结构的长定子作为同步直线电机初级的中磁浮列车的定位。
[0057] 在更进一步的方案中，步骤2中所述若干对感应环线2按照一定规律埋设于长定子的齿上表面和侧面开设的槽中。成对的感应环线嵌于长定子的齿上表面槽中，沿长定子侧面开设的槽铺设，每隔一定间距按一定编码规则在长定子的齿上表面槽中交叉换位，而后再沿长定子侧面的槽铺设。为防止感应环线松动，使用压条将所述感应环线封闭在槽内。在不影响列车正常运行的情况下，进一步简化了列车系统的结构。
[0058] 上述实施方式不需要额外的车地通讯设备就可以传送位置信息，从而使得整个列车系统的结构简单化，降低了系统建设成本，提高了系统的可靠性。
[0059] 以上对本发明所提供的非接触的磁浮列车定位装置及方法、磁浮列车进行了详细介绍，并通过实施例对本发明的具体原理及实施方式进行了阐述，这些说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本发明权利要求的保护范围。
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