CN101706292A - 移动物体位置检测装置 - Google Patents

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王滢
张昆仑
刘放
靖永志
刘国清
郭小舟
郭育华
舒泽亮
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Abstract

一种移动物体位置检测装置，其组成为：在被检测移动物体运动方向的沿线地面上，安装二组并排定位编码板和串行编码板；定位编码板由单元金属条与非金属间隙交替排列构成，单元金属条与非金属间隙的宽度相同；所述的串行编码板由单元金属条和非金属间隙纵向排列组成，且单元金属条和非金属间隙的排列符合以下条件：串行编码板的长度是大于N、小于2N+N个单元金属条的宽度，N为正整数，单元金属条对应的逻辑单元的值为1，非金属间隙对应为逻辑单元的值为0，相邻的N个逻辑单元的值排列构成一个N位的编码，任意的两个编码均不相同。该装置不受外界环境的影响，能适应外界的恶劣条件，工作可靠，维护成本低；且能实现无间断的连续检测。

Description

移动物体位置检测装置
技术领域
本发明涉及一种移动物体位置检测装置，尤其是一种无接触式的移动物体位置检测装置。
背景技术
现有的无接触式检测移动物体位置的装置有多种，如采用回线、泄露同轴电缆和地面应答器等的装置。在这些检测装置中，均需在地面设置带电工作的标记设备。这些标记设备由于其带电工作，其工作状态易受到外界环境的影响，易于损坏，可靠性差，维护成本高。另外，由于标记设备不是连续无间断分布，因此其所检测出的物体的位置也是间断的，只有在有标记设备处才能获得检测数据，均是非连续性检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种移动物体位置检测装置，该装置不受外界环境的影响，能适应外界的恶劣条件，工作可靠，维护成本低；且能实现无间断的连续检测。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种移动物体位置检测装置，其组成为：
在被检测移动物体运动方向的沿线地面上，安装二组并排的编码板，一组为定位编码板，另一组为串行编码板；定位编码板正上方的移动物体上安装有定位电磁感应传感器；串行编码板正上方的移动物体上安装有编码电磁感应传感器；定位电磁感应传感器和编码电磁感应传感器均与控制及处理装置相连；
所述的定位编码板由单元金属条与非金属间隙交替纵向排列构成，单元金属条与非金属间隙的宽度相同；
所述的串行编码板由单元金属条和非金属间隙纵向排列组成，且单元金属条和非金属间隙的排列符合以下条件：
串行编码板的长度是大于N、小于2N+N(N为正整数)个单元金属条的宽度，单元金属条对应的逻辑单元的值为1，非金属间隙对应为逻辑单元的值为0，相邻的N个逻辑单元的值排列构成一个N位的编码，任意的两个编码均不相同。
本发明的工作过程和原理是：
当被检测物体运动时，被检测物体上的定位电磁感应传感器和编码电磁感应传感器，检测其所通过的位置的下方是金属条还是间隙，当其下方是金属条时，电磁感应传感器输出高电平1给控制及处理装置，当其下方是位于非金属间隙时，电磁感应传感器输出低电平0给控制及处理装置。
由于定位编码板的单元金属条及非金属间隙交替排列且宽度相等，物体移动时，移动物体上位于定位编码板正上方的定位电磁感应传感器依次交替跨过并感应检测到金属条和非金属间隙，并转换成由高电平1和低电平0交替构成的定位脉冲信号，送入控制及处理装置。
同样，编码电磁感应传感器感应检测出当前正下方串行编码板是单元金属条或非金属间隙，每当定位电磁感应传感器输出的定位脉冲信号发生高、低电平的变化时，控制及处理装置即向编码电磁感应传感器采集当前的检测信号，检测信号为高电平时对应单元金属条，而低电平信号对应非金属间隙；并由控制及处理装置记录编码电磁感应传感器的输出。
设某一时刻i编码电磁感应传感器的最近读出数据依次为aiai+1ai+2...ai+N。这N个逻辑单元的值构成一个编码，由于所有的编码均不相同，因此不同的编码均对应不同的位置，控制及处理装置即可得出当前移动物体的位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明是一种无接触的位置检测，其安装在地面的标记设备为金属条和非金属间隙构成的不带电的编码板，工作时不需电源，能适应外界的恶劣气候条件，可靠性高，维护成本低，尤其适用于磁浮车等中长距离移动物体的位置检测。
二、单元金属条的宽度越小，检测精度越高；串行编码板的长度越长，编码的位数越多，则测试的距离越长。因此本发明可实现大范围、高精度测距。
三、编码板安装在运动物体的整个运动线路上，单元金属条和非金属间隙相相邻布置。因此本发明方法能实现运动方向上无间断的连续检测。
下面结合附图和具体实施方式对发明进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例一的定位编码板、串行编码板的的单元金属条和非金属间隙的排列示意图。图中，L为单元金属条和非金属间隙的宽度，箭头方向为移动物体的方向。
具体实施方式
实施例一
图1示出，本发明的一种具体实施方式为：一种检测移动物体位置的装置，其组成为：
在被检测移动物体运动方向的沿线地面上，安装二组并排的编码板，一组为定位编码板C1，另一组为串行编码板C2；定位编码板C1正上方的移动物体上安装有定位电磁感应传感器；串行编码板C2正上方的移动物体上安装有编码电磁感应传感器；定位电磁感应传感器和编码电磁感应传感器均与控制及处理装置相连；
所述的定位编码板C1由单元金属条1与非金属间隙0交替排列构成，单元金属条1与非金属间隙0的宽度相同；
所述的串行编码板C2由单元金属条1和非金属间隙0纵向排列组成，且单元金属条1和非金属间隙0的排列符合以下条件：
串行编码板C2的长度是大于N、小于2N+N(N为正整数)个单元金属条1的宽度，单元金属条1对应的逻辑单元的值为1，非金属间隙0对应的逻辑单元的值为0，相邻的N个逻辑单元的值排列构成一个N位的编码，任意的两个编码均不相同。
本例中按N＝4的四位编码的方式来进行编码，设单元金属条1或非金属间隙0的宽度为L，可得图1的串行编码板上从左至右对应的编码值与移动物体位置的关系如表一.表一中的物体位置为距始端(左端)的距离值.
表一
  序号   编码值   物体位置   序号   编码值   物体位置
  1   0000   4L   9   0010   12L
  2   0001   5L   10   0101   13L
  3   0011   6L   11   1011   14L
  4   0111   7L   12   0110   15L
  5   1111   8L   13   1101   16L
  6   1110   9L   14   1010   17L
  7   1100   10L   15   0100   18L
  8   1001   11L   16   1000   19L
从图1及表一可见，当按N＝4进行四位编码时，一共可有24＝16个编码，串行编码板的长度最大为19＜2N+N＝24+4＝20(L)；而最小长度为5＞N＝4(L)。
实际应用时，串行编码板对应的串行编码值可以从序号1的编码值开始，也可以从任一序号的编码值开始，如从序号为3的编码值依次用至序号为12的编码值。当从中间序号的编码值开始时，用至序号为16的编码值(1000)时，可接着从序号1的编码值开始，依次至所有编码值用完为止，如从序号为8的编码值开始依次至序号为16的编码值，再紧接着序号为1的编码值开始依次可用至序号为7的编码值为止。
实施例二
本例与实施例一基本相同，所不同的仅仅是：定位编码板和串行编码板的长度增加，编码位数N＝5。串行编码板上对应的编码值与移动物体位置的关系如表二。同样，表二中的物体位置为距始端的距离值，单元金属条1或非金属间隙0的宽度为L。
表二
  序号   编码值   物体位置   序号 编码值   物体位置   序号 编码值   物体位置 序号 编码值   物体位置
  1   00000   5L   9   11000   13L   17   11010   21L   25   11011   29L
  2   00001   6L   10   10001   14L   18   10101   22L   26   10110   30L
  序号   编码值   物体位置   序号 编码值   物体位置   序号 编码值   物体位置 序号 编码值   物体位置
  3   00011   7L   11   00010   15L   19   01010   23L   27   01100   31L
  4   00111   8L   12   00101   16L   20   10100   24L   28   11001   32L
  5   01111   9L   13   01011   17L   21   01001   25L   29   10010   33L
  6   11111   10L   14   10111   18L   22   10011   26L   30   00100   34L
  7   11110   11L   15   01110   19L   23   00110   27L   31   01000   35L
  8   11100   12L   16   11101   20L   24   01101   28L   32   10000   36L
从表二可见，当按N＝5进行五位编码时，一共可有25＝32个编码，串行编码板的长度最大为36＜2N+N＝25+5＝37(L)；而最小长度为6＞N＝5(L)。
本发明的编码方式不仅局限于以上两个实施例的方式，而可以是任何一种满足相邻的N个逻辑单元的值排列构成一个N位的编码，任意的两个编码均不相同的编码，其编码的总个数≤2N。
本发明在实施时，当串行编码板上若两个或多个单元金属条紧邻(中间无非金属间隙)时，这些单元金属条1也可以用一体化的金属长条替代。紧邻的多个非金属间隙0也可采用一体化的非金属材料制成。
本发明在实施时，也可以使定位电磁感应传感器和编码电磁感应传感器位于单元金属条1的正上方时，其输出为低电平信号，而位于非金属间隙0的正上方时，其输出为高电平信号；也即使单元金属条1对应的逻辑单元的值为0，而非金属间隙0对应的逻辑单元的值为1。

Claims (1)

1.一种移动物体位置检测装置，其组成为：
在被检测移动物体运动方向的沿线地面上，安装二组并排的编码板，一组为定位编码板(C1)，另一组为串行编码板(C2)；定位编码板(C1)正上方的移动物体上安装有定位电磁感应传感器；串行编码板(C2)正上方的移动物体上安装有编码电磁感应传感器；定位电磁感应传感器和编码电磁感应传感器均与控制及处理装置相连；
所述的定位编码板(C1)由单元金属条(1)与非金属间隙(0)交替纵向排列构成，单元金属条(1)与非金属间隙(0)的宽度相同；
所述的串行编码板(C2)由单元金属条(1)和非金属间隙(0)纵向排列组成，且单元金属条(1)和非金属间隙(0)的排列符合以下条件：
串行编码板(C2)的长度是大于N、小于2N+N(N为正整数)个单元金属条(1)的宽度，单元金属条(1)对应的逻辑单元的值为1，非金属间隙(0)对应为逻辑单元的值为0，相邻的N个逻辑单元的值排列构成一个N位的编码，任意的两个编码均不相同。
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