車輪傳感器信號處理方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于信號技術領域，具體涉及一種信號處理方法。
【背景技術】
[0002]車輪傳感器輸出信號具以下重要特征:1)輸出信號頻率與幅度呈正比例關系，正常車輪傳感器輸出信號頻率高對應幅值越高，幅值低對應的頻率低。2)車輪壓到車輪傳感器正中心位置時，輸出信號過零，發生極性切換，通過該車輪傳感器信號的零點位置可準確定位車輪位置，過零點處脈沖信號如圖1所示，車輪傳感器信號的實際有效信息主要在過零點位置，信號的過零點位置就是實際車輪壓到車輪傳感器正中心的位置，在識別到車輪傳感器信號的過零點位置時，此時對應的車輪正好在車輪傳感器的正中間位置，以此來準確定位列車位置，后續車輛安全運行參數探測傳感器據此位置信息來實現對列車特定部位的精確探測。實際計算列車速度是通過計算同一輪軸壓過兩安裝間距固定(目前鐵路設備通常設置為250_或270_)的車輪傳感器的時間差，速度V=(傳感器安裝間距L)/(車輪壓過兩傳感器的時間差值A t)。軸距計算是通過計算兩輪軸壓過同一車輪傳感器的時間差值計算出，軸距D =速度V*(相鄰兩車輪壓過同一車輪傳感器的時間差AU)。速度、軸距計算用的時間差值計算基準點均為車輪傳感器信號的過零點。以上分析進一步得出，車輪傳感器信號的提取實質對車輪傳感器信號過零點位置的提取。
[0003]經過現場大量數據收集分類總結，現場干擾信號分為以下三種:
[0004](I)、高頻干擾，車輪傳感器輸出有效信號頻率不高(〈100HZ)，所以，高頻干擾可以通過濾波、屏蔽等技術手段進行處理；
[0005](2)、振動干擾，振動干擾主要是由于車輪傳感器安裝固定支架不牢固導致傳感器振動造成的，此問題可以通過安裝支架從源頭上進行解決；
[0006](3)、50HZ工頻干擾，干擾信號的處理問題主要集中在50HZ工頻干擾上，該頻率點在有效信號頻段內，很難處理，是本發明所要解決的重點。
[0007]但50HZ工頻這個頻率點恰好也在我們車輪傳感器輸出有效信號的頻段內。所以從理論上分析，單純從頻率上提取該有效信號的手段是不可行的，一些設備廠家采用專用高速運算的CPU處理器期望通過頻譜分析、數字濾波器方式來處理，實際應用效果并不理想，一方面小信號識別率不高，別一方面處理帶來的延時導致過零點不準，導致測速、測軸距不準。

【發明內容】

[0008]本發明為解決的上述技術問題，提出一種車輪傳感器信號處理方法，根據有用信號的幅度與頻率對應關系的特點，通過設置幅度門限以及脈寬門限來提取有用信號。
[0009]本發明采用的技術方案是:車輪傳感器信號處理方法，包括以下步驟:
[0010]S1:通過統計現場實驗數據，得到有用信號的幅度與頻率的映射表；
[0011]S2:將原始的差分車輪傳感器信號轉換為共地信號，并進行濾波處理；
[0012]S3:根據步驟SI中得到的映射表設置幅度判別門限值，對步驟S2得到的濾波后的車輪傳感器信號進行處理，得到若干觸發脈寬信號；
[0013]S4:根據步驟SI中得到的映射表設置脈寬判別門限值，對步驟S3得到的脈寬信號進行處理，得到有用信號。
[0014]進一步地，所述濾波處理采用濾除高頻干擾信號的差放大器。
[0015]進一步地，所述步驟S3還包括將經幅度判別門限值后的信號，進行標準化脈沖信號處理，得到觸發脈寬信號。
[0016]本發明的又一方案為:車輪傳感器信號處理系統，包括:數據庫模塊、前級差分處理模塊、幅度判斷模塊以及脈寬判斷模塊；
[0017]所述數據庫模塊用于存儲現場試驗數據，并統計現場試驗數據得到有用信號的幅度與頻率的映射表，并存儲映射表；
[0018]所述前級差分處理模塊用于將原始的差分車輪傳感器信號轉換為共地信號，并進行濾波處理；
[0019]所述幅度判斷模塊用于將經前級差分處理模塊處理后得到的信號作為輸入，根據映射表設定若干幅度判別門限值，得到若干觸發脈寬信號；
[0020]所述脈寬判斷模塊用于根據映射表設置脈寬門限，通過限制脈寬，得到有用信號。
[0021]進一步地，所述前級差分處理模塊采用濾除高頻干擾信號的差放大器。
[0022]進一步地，所述幅度判斷模塊還用于將經幅度判別門限后的信號，進行標準化脈沖信號處理，得到觸發脈沖信號。
[0023]本發明的有益效果:本發明的車輪傳感器信號處理方法及系統，與現有的車輪傳感器信號處理方法相比，I)通過寬帶寬的濾波處理，濾除高頻信號干擾，同時由于較寬的帶寬不會對低頻范圍內的車輪傳感器信號產生延遲影響；
[0024]2)根據大量的現場數據得到50HZ工頻干擾信號的脈寬門限，通過設置脈寬門限，濾除50HZ工頻干擾信號；
[0025]3)通過分析現場試驗數據得到車輪傳感器有用信號的幅度與頻率特征，從而根據幅度與頻率特征篩選出有用信號，避免了因延時導致過零點不準，使得后續測速、測軸距不準的問題。
【附圖說明】
[0026]圖1為過零點處的脈沖信號示意圖。
[0027]圖2為本發明的方法流程圖。
[0028]圖3為本發明實施例提供的幅度判別輸出觸發脈沖信號示意圖。
[0029]圖4為本發明實施例提供的脈寬判別示意圖。
[0030]圖5為本發明提供的車輪傳感器信號處理系統。
【具體實施方式】
[0031]為便于本領域技術人員理解本發明的技術內容，下面結合附圖對本
【發明內容】
進一步闡釋。
[0032]如圖2所示為本發明的方案流程圖，本發明的技術方案為:車輪傳感器信號處理方法，包括以下步驟:
[0033]S1:通過統計現場試驗數據，得到有用信號的幅度與頻率的映射表；當車輪以不同速度壓過軌道時，會產生不同幅度、不同頻率的信號，根據統計現場試驗數據，獲得各個速度值下的有用信號對應的幅度與頻率的映射表，后續判斷通過對車輪傳感器信號的幅度與頻率特征的判斷來濾除干擾信號，得到有用信號。
[0034]S2:將原始的車輪傳感器信號轉換為共地信號，并進行濾波處理；本步驟主要濾除高頻干擾信號，由于車輪傳感器輸出有效信號頻率〈100HZ，因此采用寬帶寬的差分放大器，可以有效濾除高頻