CN107380214B - 一种矿山电力机车识别装置及识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是为解决现有井下电机车识别技术的不足，提出一种矿山电力机车识别装置及识别方法，属于矿山运输智能控制领域。该装置包括主控制器，霍尔传感器，非磁性面板和感应磁钢；主控制器位于控制室，并与霍尔传感器连接；非磁性面板安装在电力机车车头的底部，面板上设有感应磁钢安装点；感应磁钢设置在所述非磁性面板的感应磁钢安装点上；霍尔传感器设置在机车卸矿处的曲轨内侧。本发明的识别装置及识别方法提高了矿山井下矿生产的安全性和自动化水平，并且提高井下电机车识别准确度和识别效率，避免了井下运输安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于矿山运输智能控制领域，特别涉及一种矿山电力机车识别装置及识别方法。
背景技术
近年来，随着传统矿山向数字化“信(信号)、集(集中)、闭(闭塞)系统”矿山发展，矿山的生产管理越来越依赖于现场数据和信息。矿山机车运输系统作为矿山生产运输的大动脉，在矿山的生产流程中有着较高的影响因子。传统的基于继电器的矿山机车监控系统已经不能满足建设数字化矿山的新要求。为了适应新的矿山运输需求，机车识别技术的改进势在必行，对于机车识别来说，能准确识别车辆和车号是数字化矿山运输的关键。
传统电机车对于车辆车号的获取主要有两种方法，一是利用现有资源，拍摄车辆上涂装车号区域的图像，利用数字图像处理技术，通过对包含车号区域的图像的处理来获取车号；另一种是在车辆底部加装电子标签，通过标签读取设备读取标签来进行车型车号的获取。
两种方法各有所长，图像处理方法需要的配套设备通用、简单，对系统运行环境要求不高，但图像处理部分较复杂，影响车型车号的获取速度，当采用不同的图像处理方法时，识别速度和识别正确率有较明显变化；加装电子标签后，信息读取速度快，识别效率高，但是配套设备复杂、成本高，对系统运行环境要求较高，维护较复杂。
发明内容
本发明的目的是为解决现有矿山电机车识别技术的不足，提出一种矿山电力机车识别装置及识别方法；能够提高矿山电机车识别准确度和识别效率，避免矿山运输安全隐患。
一种矿山电力机车识别装置，包括主控制器，霍尔传感器，非磁性面板和感应磁钢；
所述主控制器位于控制室，并与霍尔传感器连接；
所述非磁性面板安装在电力机车车头的底部，面板上设有感应磁钢安装点；所述感应磁钢安装点为沿面板纵向设置的一列索引磁钢安装点和一列编码磁钢安装点，两列安装点横向上一一对应；并且两列磁钢安装点与曲轨的轨道相平行；
所述感应磁钢设置在非磁性面板的安装点上；其中每一个索引磁钢安装点上均装有磁钢；编码磁钢安装点上根据二进制数安放编码磁钢，即该点放置磁钢代表二进制的1，该点未放置磁钢代表二进制的0；
较好的，所述磁钢直径10-15mm，同一列磁钢间距为1.5-3个磁钢直径距离，磁钢与上下边缘间距为1.5-3个磁钢直径距离，两列磁钢间距为2-3个磁钢直径距离，与左右边缘间距为1.5-3个磁钢直径距离；
所述霍尔传感器设置在机车卸矿处的曲轨内侧，每条轨道上各放置一个；一个为索引磁钢传感器，一个为编码磁钢传感器；
所述霍尔传感器用于感应靠近该传感器的非磁性面板上那一列安装点上的磁钢，即所述非磁性面板的索引磁钢安装点一列靠近所述索引磁钢感应器，所述编码磁钢安装点一列靠近所述编码磁钢感应器。
上述矿山电力机车识别装置的识别方法，包括如下步骤：
步骤1、如果主控制器接收到机车入场信号，启动霍尔传感器对停到曲轨处的机车进行扫描，并执行步骤2；如果主控制器接收到的是机车离场信号，则执行步骤5；
所述主控制器接收到机车入场信号的装置和方法为现有技术，如采用接触式接近开关形式，由机车导电弓触屏架线上安装的接近开关检测是否有机车入场并由接近开关将入场信号传递给主控制器；
步骤2、主控制器通过索引磁钢霍尔传感器识别索引磁钢，如识别到索引磁钢，则执行步骤3，否则执行步骤1；
步骤3、主控制器通过霍尔传感器获取机车编码并保存，并执行步骤4；
步骤4、主控制器通过对机车编码的检测，启动对该机车的相关操作，，即入场卸矿的操作，如通知安全人员及时控制场内状况，司机准确操作电机车等操作结束后，执行步骤5；
步骤5、主控制器启动相关离场操作；
上述步骤2中，识别索引磁钢的方法为：
索引磁钢霍尔传感器检测到对应的磁钢后，发送电平脉冲信号至主控制器，主控制器识别脉冲信号是否为索引磁钢的信号；
上述步骤3中，获取机车编码的方法为：
感应索引磁钢的霍尔传感器检测到第一个索引磁钢后，传递给主控制器一个电平脉冲，通知主控制器准备计数，再由感应编码磁钢的霍尔传感器来识别与第一个索引磁钢对应的编码磁钢安装点处的编码磁钢；如果该安装点装有磁钢，则霍尔传感器将信号传递给主控制器，主控制器计数为1，本次计数结束；如果该安装点未装有磁钢，则无信号传递给主控制器，主控制器计数为0，本次计数结束；当计数结束后，主控制器向下一位进位一次；然后感应索引磁钢的霍尔传感器继续对下一个索引磁钢检测，依次循环，直到无法检测到索引磁钢，则计数全部完毕，主控制器再将二进制编码转化为10进制的机车编号，保存数据。
上述矿山电力机车识别装置的用途，所述矿山电力机车识别装置用于露天矿或井下矿电力机车的识别。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的装置提高了矿山尤其是井下矿生产的安全性和自动化水平。可以在恶劣的条件下，准确的识别机车的信息，方便了对矿山整体机车调动的把控，并且能提供给司机以及现场工作人员报警提示；霍尔传感器识别机车底部安放的磁钢方便，可靠，有效，而且维护方便，成本低，大大节省了经济开销，提高了企业经济效益。
附图说明
图1、实施例1中矿山电力机车识别装置的结构示意图；
图2、实施例1中非磁性面板上磁钢安装分布图；
图3、实施例1步骤3的主控制器通过两个霍尔传感器获取机车编码程序流程图；
图中，1、非磁性面板；2、感应磁钢；3、霍尔传感器1；4、霍尔传感器2；5、主控制器；
2-1、索引磁钢，2-2、编码磁钢。
具体实施方式
实施例1
一种矿山电力机车识别装置，包括主控制器5，霍尔传感器，非磁性面板1和感应磁钢2；
所述主控制器5位于控制室，并与霍尔传感器连接；
所述非磁性面板1为聚氯乙烯面板，安装在电力机车车头的底部，在面板上纵向设有一列索引磁钢安装点和一列编码磁钢安装点，并且两列安装点横向上一一对应；
所述感应磁钢设置在非磁性面板1的安装点上；其中每一个索引磁钢2-1安装点上均装有感应磁钢；编码磁钢2-2安装点上根据二进制数安放感应磁钢，即该点放置磁钢代表二进制的1，该点未放置磁钢代表二进制的0；
在本实施例中，应用于矿山的机车少于64辆，所以6位二进制编码足够应对所需要的机车情况，从1-64进行编号，最多可以识别64个机车信息，因此，索引磁钢2-1安装点根据需要识别的机车数量是需要6位二进制编码，即使用6个磁钢同时占位，而另一列用来标示机车编号的编码磁钢2-2，根据二进制数进行安放，并与占位的6个磁钢横向一一对应，方便主控制器识别二进制编码，二进制数从000001-111111，其中1表示检测到磁钢，0表示没有检测到磁钢，最后再将二进制编码转化为10进制的机车编号；
所述磁钢直径10-15mm，同一列磁钢间距为1.5-3个磁钢直径距离，磁钢与上下边缘间距为1.5-3个磁钢直径距离，两列磁钢间隔为2-3个磁钢直径距离，与左右边缘间距为1.5-3个磁钢直径距离；
所述霍尔传感器设置在机车卸矿处的曲轨内侧，两条轨道分别安装一个；所述霍尔传感器1位置靠近非磁性面板上的索引磁钢2-1并用于感应索引磁钢2-1，所述霍尔传感器2位置靠近非磁性面板上的编码磁钢2-2并用于感应编码磁钢2-2。
上述矿山电力机车识别装置的识别方法，包括如下步骤：
步骤1、主控制器接收到机车入场信号后，开始启动霍尔传感器进行对机车的扫描；如果主控制器接收到的是机车离场信号，则执行步骤5；
所述主控制器接收到机车入场信号的装置和方法为现有技术，如采用接触式接近开关形式，由机车导电弓触屏架线上安装的接近开关检测是否有机车入场并由接近开关将入场信号传递给主控制器；
步骤2、主控制器通过霍尔传感器对索引磁钢进行识别来确定机车是否需要检测，如霍尔传感器检测到索引磁钢，则满足识别要求则执行步骤3，否则执行步骤1；
霍尔传感器对索引磁钢进行识别的方法为，霍尔传感器检测到索引磁钢的脉冲后，发送电平脉冲信号至主控制器，主控制器对脉冲信号进行识别；
步骤3、主控制器通过两个霍尔传感器获取机车编码并保存，再执行步骤4；
步骤4：主控制器通过对机车编码的检测，启动该机车的相关操作，如通知安全人员及时控制场内状况，司机准确操作电机车等；
获取机车编码的方法为，感应索引磁钢的霍尔传感器检测到第一个索引磁钢时会传递给主控制器一个电平脉冲，通知主控制器准备计数，再由感应编码磁钢的霍尔传感器来识别与第一个索引磁钢对应的安装点处的编码磁钢，该霍尔传感器对编码磁钢安装点的识别分为两种情况：一种是该安装点有磁钢，则将信号传递给主控制器，主控制器计数为1，本次计数结束；一种是该安装点没有磁钢，无信号传递给主控制器，主控制器则计0，本次计数结束；无论计1还是0，当计数结束后，主控制器均向下一位进位一次；然后感应索引磁钢的霍尔传感器继续对下一个索引磁钢检测，依次循环，直到无法检测到索引磁钢，则计数结束，再将二进制编码转化为10进制的机车编号，保存数据。
步骤5：主控制器启动相关离场操作。
Claims (5)
1.一种矿山电力机车识别装置的识别方法，采用的装置包括主控制器，霍尔传感器，非磁性面板和感应磁钢；
所述主控制器位于控制室，并与霍尔传感器连接；
所述非磁性面板安装在电力机车车头的底部，面板上设有感应磁钢安装点；所述感应磁钢安装点为沿面板纵向设置的一列索引磁钢安装点和一列编码磁钢安装点，两列安装点横向上一一对应；并且两列磁钢安装点与曲轨的轨道相平行；
所述感应磁钢设置在所述非磁性面板的感应磁钢安装点上；
所述霍尔传感器设置在机车卸矿处的曲轨内侧，每条轨道上各放置一个；一个为索引磁钢传感器，一个为编码磁钢传感器；
包括如下步骤：
步骤1、如果主控制器接收到机车入场信号，启动霍尔传感器对停到曲轨处的机车进行扫描，并执行步骤2；如果主控制器接收到的是机车离场信号，则执行步骤5；
步骤2、主控制器通过索引磁钢霍尔传感器识别索引磁钢，如识别到索引磁钢，则执行步骤3，否则执行步骤1；
步骤3、主控制器通过霍尔传感器获取机车编码并保存，并执行步骤4；
步骤4、主控制器通过对机车编码的检测，启动对该机车的相关操作，操作结束后，执行步骤5；
步骤5、主控制器启动相关离场操作；
其特征在于，所述步骤3中获取机车编码的方法为：
感应索引磁钢的霍尔传感器检测到第一个索引磁钢后，传递给主控制器一个电平脉冲，通知主控制器准备计数，再由感应编码磁钢的霍尔传感器来识别与第一个索引磁钢对应的编码磁钢安装点处的编码磁钢；如果该安装点装有磁钢，则霍尔传感器将信号传递给主控制器，主控制器计数为1，本次计数结束；如果该安装点未装有磁钢，则无信号传递给主控制器，主控制器计数为0，本次计数结束；当计数结束后，主控制器向下一位进位一次；然后感应索引磁钢的霍尔传感器继续对下一个索引磁钢检测，依次循环，直到无法检测到索引磁钢，则计数全部完毕，主控制器再将二进制编码转化为10进制的机车编号，保存数据。
2.根据权利要求1所述的一种矿山电力机车识别装置的识别方法，其特征在于，所述步骤2中识别索引磁钢的方法为：
索引磁钢霍尔传感器检测到对应的磁钢后，发送电平脉冲信号至主控制器，主控制器识别脉冲信号是否为索引磁钢的信号。
3.根据权利要求1所述的一种矿山电力机车识别装置的识别方法，其特征在于，所述每一个索引磁钢安装点上均装有磁钢；所述编码磁钢安装点上根据二进制数安放编码磁钢，即该点放置磁钢代表二进制的1，该点未放置磁钢代表二进制的0。
4.根据权利要求1或3所述的一种矿山电力机车识别装置的识别方法，其特征在于，所述磁钢直径10-15mm，同一列磁钢间距为1.5-3个磁钢直径距离，磁钢与上下边缘间距为1.5-3个磁钢直径距离，两列磁钢间距为2-3个磁钢直径距离，与左右边缘间距为1.5-3个磁钢直径距离。
5.根据权利要求1或3所述的一种矿山电力机车识别装置的识别方法，其特征在于，所述霍尔传感器感应非磁性面板上靠近该传感器的那一列安装点上的磁钢。
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