CN104792337B - 有轨运动物的位置检测方法及其检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种有轨运动物的位置检测方法及其检测系统，涉及运动检测技术领域。有轨运动物的位置检测方法及其检测系统包括位置触发器、智能检测尺、主机及终端，方法步骤包括：建立坐标系，布置位置触发器；智能检测尺移动检测位置触发器，判别方向，检测相对矢量位移；在系统主机及检测处理控制程序控制下，实现运动物位置精确检测、反馈。本发明解决了有轨运动物位置检测过程中由于存在滑移、干扰而导致的测量精度不高的难题，使得大型长距离有轨运动物位移检测改为短距离检测，提高了大型长距离有轨运动物的位移检测精度，为实现非接触式的自动控制提供了基础。

Description

有轨运动物的位置检测方法及其检测系统

技术领域

本发明涉及运动检测技术领域，具体是指仓储、物流、运输中的运动物位置检测技术领域，特别涉及一种有轨运动物的位置检测放弃及其系统。

背景技术

目前，现有的非接触式控制，存在着一些轨迹精度识别率低，测量距离较小以及格昂贵等问题，仓储物流过程中对运动物位置的准确检测，是实现其定位控制的基础。目前位置检测传感器主要有：接近开关，编码器、格雷母线、RFID无线检测器、激光测距仪，均存在各自的缺陷：

接近开关：检测位置只能点状检测，不能连续动态检测，无法实现自动检测控制；

编码器:检测过程中存在打滑后，出现测不准，不能准确实时反馈运动物体位置。

格雷母线：受电磁干扰大，检测精度5mm，距离受限，安装复杂，需要空间大，无法检测旋转物运动位置。

无线检测：用于运动物位置的粗略检测，无法检测旋转物运动位置，位置检测精度在50厘米级。

激光测距:长距离要求激光能量高，背景环境条件要求苛刻，系统的检测精度在±30mm以内。

发明内容

本发明的目的在于上述问题而提出一种有轨运动物的位置检测方法及其系统，其避免了由于滑移、干扰等导致的精度不高的缺陷，提高了大型长距离有轨运动物的位移检测精度。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明提出一种有轨运动物的位置检测方法，包括如下步骤：

A、建立坐标系，在运动轨道上指定一固定原点，以运动轨道为数轴，确定某一运动方向为坐标正方向，设置固定间距X为坐标单位，建立运动物的位置坐标系；

B、在运动轨道附近布置固定间距为X的位置触发器，每个位置触发器唯一对应一个固定位置的坐标点；

C、检测与固定位置的坐标点唯一对应的位置触发器，实现位置粗检测；

D、连续对同一位置触发器进行检测，获得运动物相对该位置触发器的精确矢量位移，实现精检测；

E、系统主机对检测到的数据信号进行综合处理，获得运动物精确位置；

F、系统主机输出运动物位置的检测结果传输给终端上并显示出运动物的实时位置、运动速度、加速度、运动方向；

G、对终端进行操作给运动物发出控制信号，对运动物进行运动控制并能对运动物进行历史查询。

本发明还对应一种有轨运动物的位置检测系统，包括位置触发器、智能检测尺、主机及终端。

所述位置触发器包括编码芯片及信号发射器，位置触发器按照固定间距X设置在有轨运动物的轨道附近，位置触发器用于触发智能检测尺产生检测信号以判别运动物的运动方向，实现运动物位置粗检测。

所述智能检测尺包括位置粗测单元、位置精测单元、信号处理器，所述智能检测尺安装在运动物上并随运动物一起移动，智能检测尺检测位置触发器发出的数据信号并将其进行数字化处理。

所述主机为信号处理中心，主机接收智能检测尺检测出的数据信号并对数据信号进行处理、存储。

所述终端包括固定终端及手持终端，所述终端用于接收主机处理后的信号并显示出实时位置、运动速度、加速度、运动方向。

进一步的，所述编码芯片由可编辑的集成芯片组成，编码芯片用于对位置触发器进行编码。

进一步的，所述位置粗测单元包括编码接收器及编码电路，所述位置精测单元包括信号接收器及信号处理电路，所述信号处理器将智能检测尺检测的数据信号传送给主机。

进一步的，所述位置触发器可以与轨道固定螺栓设计成一体，位置触发器也可以根据需要单独设计、布置、安装于轨道附近。

进一步的，所述智能检测尺至少可同时检测到2个位置触发器。

本发明的有益效果：

1.本发明设计了智能检测尺、位置触发器，将长距离检测改为短距离检测，并利用所设计的智能检测尺实现位置实时跟踪精确检测，消除了原有检测方式由于存在滑移、干扰、精度不高的缺点，使得大型长距离有轨运动物位移检测精度达到0.5mm，为实现非接触式控制，精确控制提供了可靠基础；

2.本发明将位置触发器进行了编码，并与固定位置的坐标点形成唯一对应关系，智能检测尺检测到位置触发器后自动进行位置比对校验，任何时候无须校对位置，确保了系统的可靠性；

3.轨道固定螺栓与位置触发器设计成一体，可以利用智能检测尺对道轨固定螺栓状况进行检测，实现检查报警功能。

附图说明

1.图1为本发明有轨运动物的位置检测方法及其系统的结构方框图；

2.图2为本发明有轨运动物的位置检测方法及其系统的信号流程图；

3.图3为本发明有轨运动物的位置检测方法及其系统的在天车上的实际应用主视图；

4.图4为本发明有轨运动物的位置检测方法及其系统的在天车上的实际应用俯视图；

5.图5为本发明有轨运动物的位置检测方法及其系统的检测方法流程图。

其中，1-位置触发器，2-智能检测尺，3-主机，4-终端，11-编码芯片，12-信号发射器，21-位置粗测单元，22-位置精测单元，23-信号处理器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种有轨运动物的位置检测方法，包括如下步骤：

A、建立坐标系，在运动轨道上指定一固定原点，以运动轨道为数轴，确定某一运动方向为坐标正方向，设置固定间距X为坐标单位，建立运动物的位置坐标系；

B、在运动轨道附近布置固定间距为X的位置触发器，每个位置触发器唯一对应一个固定位置的坐标点；

C、检测与固定位置的坐标点唯一对应的位置触发器，实现位置粗检测；

D、连续对同一位置触发器进行检测，获得运动物相对该位置触发器的精确矢量位移，实现精检测；

E、系统主机对检测到的数据信号进行综合处理，获得运动物精确位置；

F、系统主机输出运动物位置的检测结果传输给终端上并显示出运动物的实时位置、运动速度、加速度、运动方向；

G、对终端进行操作给运动物发出控制信号，对运动物进行运动控制并能对运动物进行历史查询。

对应上述检测方法，本发明还提出一种有轨运动物的位置检测系统，参照图1-2，包括位置触发器1、智能检测2尺、主机3及终端4。

位置触发器1包括编码芯片11及信号发射器12，位置触发器1按照固定间距X设置在有轨运动物的轨道附近，轨道固定螺栓与位置触发器1设计成一体，可以利用智能检测尺2对道轨固定螺栓状况进行检测，实现检查报警功能，当然，位置触发器1也可以根据需要单独设计、布置、安装。位置触发器1用于触发智能检测尺2产生检测信号以判别运动物的运动方向，实现运动物位置粗检测，位置触发器1可以主动发出信号触发智能检测尺2产生检测信号，也可以被智能检测尺2感应触发产生检测信号。进一步的，所述编码芯片11由可编辑的集成芯片组成，编码芯片11用于对位置触发器1进行编码，使得位置触发器1和固定位置的坐标点一一对应。本发明将位置触发器1进行了编码，并与固定位置的坐标点形成唯一对应关系，智能检测尺2检测到位置触发器1后自动进行位置比对校验，任何时候无须校对位置，确保了系统的可靠性。

智能检测尺2包括位置粗测单元21、位置精测单元22、信号处理器23，所述智能检测尺2安装在运动物上并随运动物一起移动，智能检测尺2检测位置触发器1发出的数据信号并将其进行数字化处理。所述位置粗测单元21包括编码接收器及编码电路，所述位置精测单元22包括信号接收器及信号处理电路，位置粗测单元21在检测到位置触发器1编码信号时对应产生检测信号，实现位置粗测，进一步，所述智能检测尺2至少可同时检测到2个位置触发器1，或者根据需要可同时检测更多的位置触发器1，位置精测单元22通过对同一位置触发器1进行连续检测，得出精确的矢量位移，实现精检测。

本发明通过设计智能检测尺1、位置触发器2，将长距离检测改为短距离检测，并利用所设计的智能检测尺2实现位置实时跟踪精确检测，消除了原有检测方式由于存在滑移、干扰、精度不高的缺点，使得大型长距离有轨运动物位移检测精度达到0.5mm，为实现非接触式控制，精确控制提供了可靠基础。

主机3为信号处理中心，主机3接收智能检测尺2检测出的数据信号并对数据信号进行处理、存储。主机3是位置检测系统所有信号集中处理中心，所有功能集中控制中心；主机中包含有检测处理控制程序，检测处理控制程序是基于上述位置检测方法所编制的主机程序，安装于主机中，对上述方法步骤及实施系统所检测到的数据进行处理、存储，按照需求输出检测结果，实现各种设定功能。

终端4包括固定终端及手持终端，所述终端4用于接收主机3处理后的信号并显示出实时位置、运动速度、加速度、运动方向。通过对终端进行操作可以给运动物发出控制信号，对运动物进行运动控制并能对运动物进行历史查询。

信号发射器12向位置粗测单元21发射信号，位置粗测单元21接收信号开始检测与固定位置的坐标点唯一对应的位置触发器1，获取粗略的位置信息，与此同时，位置精测单元22对同一位置触发器1进行连续的检测，或取精确的矢量位移，信号处理器23接收位置粗测单元21及位置精测单元22获取的数据信息并将数据信息变成主机3能够识别的数字信号，经主机3中的检测处理控制程序将上述方法步骤及实施系统所检测到的数据进行处理、存储，按照需求输出检测结果，实现各种设定功能。

图3、图4为本发明有轨运动物位置检测方法及其检测系统在天车位置检测上的实际应用。从图1中可以看出天车位置检测系统由位置触发器1、智能检测尺2、主机3组成。

将布置在天车道轨5附近的道轨固定螺栓6与位置触发器1设计成一体，间距为X ,所设计的智能检测尺2安装在天车大小车上，检测量程分别大于大小车固定螺栓6间距。智能检测尺2随天车大小车移动时对不同位置触发器1进行检测产生检测信号，实现位置粗检测；智能检测尺2还可对同一位置触发器1连续进行检测，实现运动方向判别、运动物位置精检测。所设计的智能检测尺2可以至少同时检测到2个或更多个位置触发器1，少于2个时，发出报警，提醒及时处理。所设计的智能检测尺2由粗检测单元21、精检测单元22、信号处理器23以及必要的安装辅件组成，主机3安装在天车上，通过无线信号传输到地面终端上。智能检测尺2检测到位置触发器1的信号后，经信号处理器23处理成数字信号，通过主机3里的检测处理控制程序处理后，生成天车位置实时检测结果，在终端4上显示、查询，或者作为行车控制反馈信号参与行车操作自动控制。

天车的大车，小车均设计位置检测系统，实现平面位置检测；在吊钩钢丝绳卷筒边缘设置旋转位置检测装置，对卷筒旋转位置进行检测，实现垂直方向吊钩位置检测。除此之外，本发明还可广泛应用于火车、动车、高铁、地铁到站停止位置的检测控制。

图5为本发明有轨运动物的位置检测方法及其系统的检测方法流程图。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.有轨运动物的位置检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

A、建立坐标系，在运动轨道上指定一固定原点，以运动轨道为数轴，确定某一运动方向为坐标正方向，设置固定间距X为坐标单位，建立运动物的位置坐标系；

B、在运动轨道附近布置固定间距为X的位置触发器，每个位置触发器唯一对应一个固定位置的坐标点；

C、检测与固定位置的坐标点唯一对应的位置触发器，实现位置粗检测；

D、连续对同一位置触发器进行检测，获得运动物相对该位置触发器的精确矢量位移，实现精检测；

E、系统主机对检测到的数据信号进行综合处理，获得运动物精确位置；

F、系统主机输出运动物位置的检测结果传输给终端上并显示出运动物的实时位置、运动速度、加速度、运动方向；

G、对终端进行操作给运动物发出控制信号，对运动物进行运动控制并能对运动物进行历史查询。

2.有轨运动物的位置检测系统，其特征在于：包括位置触发器（1）、智能检测尺（2）、主机（3）及终端（4）；

所述位置触发器（1）包括编码芯片（11）及信号发射器（12），位置触发器（1）按照固定间距X设置在有轨运动物的轨道附近，位置触发器（1）用于触发智能检测尺（2）产生检测信号以判别运动物的运动方向，实现运动物位置粗检测；

所述智能检测尺（2）包括位置粗测单元（21）、位置精测单元（22）、信号处理器（23），所述智能检测尺（2）安装在运动物上并随运动物一起移动，智能检测尺（2）检测位置触发器（1）发出的数据信号并将其进行数字化处理；

所述主机（3）为信号处理中心，主机（3）接收智能检测尺（2）检测出的数据信号并对数据信号进行处理、存储；

所述终端（4）包括固定终端及手持终端，所述终端用于接收主机（3）处理后的信号并显示出实时位置、运动速度、加速度、运动方向。

3.根据权利要求2所述的有轨运动物的位置检测系统，其特征在于：所述编码芯片（11）由可编辑的集成芯片组成，编码芯片（11）用于对位置触发器（1）进行编码。

4.根据权利要求2所述的有轨运动物的位置检测系统，其特征在于：所述位置粗测单元（21）包括编码接收器及编码电路，所述位置精测单元（22）包括信号接收器及信号处理电路，所述信号处理器（23）将智能检测尺（2）检测的数据信号传送给主机（3）。

5.根据权利要求2所述的有轨运动物的位置检测系统，其特征在于：所述位置触发器（1）可以与轨道固定螺栓设计成一体，位置触发器（1）也可以根据需要单独设计、布置、安装于轨道附近。

6.根据权利要求2所述的有轨运动物的位置检测系统，其特征在于：所述智能检测尺（2）至少可同时检测到2个位置触发器（1）。