CN109240287B - 一种送料车导航控制系统和控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种送料车导航控制系统和控制方法，系统：包括连续设置在行车路径一侧的若干个二维码或条形码；小控制控制系统包括二维码或条形码识读模块、测距传感模块、行走驱动模块、转向驱动模块和停车制动模块；中心控制系统包括第一交换机、服务器、触屏控制器和地面调度系统；地面调节系统包括第二交换机、智能控制终端和若干个调度控制台；方法：在行车路径的一侧设置若干个二维码或条形码；小车控制器控制指令控制送料车的行走驱动模块动作；二维码或条形码识读模块实时获取位置信息；前、后测距传感模块实时获取障碍物距离信息；小车控制器综合判断是否需要加速、减速、停车或转向动作。该系统和方法能提高导航控制的精度，能有效减少导航的成本。
Description
技术领域
本发明属于智能导航控制技术领域，具体涉及一种送料车导航控制系统和控制方法。
背景技术
现有的送料车导航一般采用电磁导航、磁条导航、激光导引和编码器加限位开关导航几种技术，采用电磁导航的方式，电磁导航为传统的引导方式，通过在运料车的行驶路径上埋设金属导线，并加载低频、低压电流，使导线周围产生磁场，运料车上的感应线圈通过对导航磁场强弱的识别和跟踪，实现运料车的导引。但是，电磁导航在改变或扩充路径上比较麻烦，而且导引线的铺设相对困难，施工周期和施工成本也较高。
采用磁条导航的方式，需要在路面上贴磁条替代在地面下埋设金属线，进而通过磁条感应信号实现导引。但是磁条容易破损，需要定期维护，维护成本较高，在路径变更时还需要重新铺设磁带，且运料车只能按磁条行走，无法实现智能避让，也无法通过控制系统实时更改任务。
激光导航技术主要由车体、车载控制器、行走和转向驱动单元、激光定位扫描器、激光安全保护装置、传感器等构成。激光导航的制造成本高，对环境的要求较相对较高(外界光线，地面要求，能见度要求等)。
编码器加限位开关导航技术主要由位置编码器和轨道接近开关组成。其对轨道平整度要求高，且拐弯半径大，编码器误差大，接近开关检测距离短、采购铺设成本高等。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种送料车导航控制系统和控制方法，该系统成本低、易于施工、易于行车路径的变更，能提高位置的识别精度，便于实现送料车的精确控制。该方法能有效提高导航的精度，能提高导航过程中的安全性，能降低导航系统的投入成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种送料车导航控制系统，包括设置在送料车上的小车控制系统、中心控制系统和连续设置在送料车行车路径一侧的若干个二维码或条形码，每个二维码或条形码用于标识其所在的位置信息；
小控制控制系统包括二维码或条形码识读模块、前测距传感模块、后测距传感模块、行走驱动模块、转向驱动模块、停车制动模块和无线通信模块；
所述二维码或条形码识读模块靠近二维码或条形码一侧地设置，用于识读各个二维码或条形码以获取送料车当前位置信息，并将获取到的当前位置信息发送给小车控制器；
所述前测距传感模块设置在小车的前侧，用于检测小车前方的障碍物，并在探测到前方障碍物时，将与前方障碍物之间的距离传输给小车控制器；
所述后测距传感模块设置在小车的后侧，用于检测小车后方的障碍物，并在探测到后方障碍物时，将与后方障碍物之间的距离传输给小车控制器；
所述行走驱动模块用于根据小车控制器的控制驱动小车在直线方向上的行走；
所述转向驱动模块用于根据小车控制器的控制驱动小车的转向动作；
所述停车制动模块用于根据小车控制器的控制对小车进行及时的制动；
所述无线通信模块覆盖送料车的整个行径，用于建立小车控制器与外部无线通信网络的连接；
所述小车控制器用于在收到送料车的位置信息后通过无线通信模块、无线通信网络、第一交换机传输给服务器；用于对接收到的来自前测距传感模块或后测距传感模块的测距信息后进行处理；用于根据所接收到的控制指令或对所接收数据的处理结果控制行走驱动模块或转向驱动模块转或停车制动模块进行相应的动作；
所述中心控制系统包括第一交换机、服务器、触屏控制器和地面调度系统；所述地面调节系统包括第二交换机、智能控制终端和若干个调度控制台；
所述第一交换机用于建立地面调度系统、服务器、触屏控制器和无线通信网络之间的相互通信连接；
所述服务器用于对所接收到的所有数据进行处理，用于根据处理结果向小车控制器或地面调度系统发送相应控制指令，用于将处理结果通过触屏控制器上的显示屏进行直观呈现；
所述触屏控制器用于根据服务器的控制显示调度控制台的呼叫信息或服务器的处理结果，用于建立操作人员与服务器之间的交互通信；
所述第二交换机用于建立地面调度系统与第一交换机之间通信连接；
所述调度控制台用于根据操作人员的操作向相应的送料车发出控制指令；
所述智能控制终端用于建立操作人员与调度控制台或服务器或小车控制器之间的交互通信。
在该技术方案中，在送料车的行车路径一侧连续的设置若干个二维码或条形码，能有效降低导航系统的制造成本，而且也便于施工，便于行车路径的变更。通过送料车上的二维码或条形码识读模块实时识读位于行车路径一侧的二维码或条形码，能实时检测送料车的位置；二维码或条形码的容错率高，对于环境的要求相对较低，能极大的提高位置信息的识别精度，同时，二维码或条形码识读模块的定位精度能达到毫米级，有助于实现送料车的精确定位，便于实现送料车的精确控制。
进一步，为了实现精确控制，也为了便于实现综合调度管理和连锁控制，送料车的整个行车路径连续的分成若干个控制段域；每个控制段域对应一个调度控制台。通过将行车路径分布多个控制段域，能实现多个控制段域之间的连锁控制，能更有效地避免送料车之间碰撞情况的发生。
进一步，所述无线通信网络由多个无线接入点相互之间通过无线通信连接而成。这样能便于实现整个行车路径上的设备间的数据通讯互联，便于实现各设备间的互动、互联和互锁控制。
进一步，为了实现智能控制，同时，便于操作人员的监控和操作，所述智能控制终端为计算机。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种送料车导航控制方法，包括以下步骤：
S1：在送料车的整个行车路径的一侧连续的设置若干个二维码或条形码，每个二维码或条形码用于标识其所在位置的位置信息；
S2：小车控制器根据接收到的来自服务器或地面调度系统的控制指令控制送料车的行走驱动模块动作，以驱动送料车在直线方向上的行走；在送料车行走过程中，二维码或条形码识读模块实时识别其一侧的二维码或条形码以获取当前的位置信息，并将位置信息实时发送给小车控制器；前测距传感模块或后测距传感模块将前方或后方障碍物之间的测距信息实时发送给小车控制器；
S3:小车控制器根据所接收的位置信息或测距信息或外部的控制指令综合判断是否需要加速、减速、停车或转向动作；在需要加速或减速时，控制行走驱动模块执行加速或减速动作；在需要停车时，控制停车制动模块执行制动动作；在需要转向时，控制转向驱动模块执行转向动作。
本方法能有效的提高送料车的导航控制精度，能降低导航系统的投入成本，并能提高导航控制的灵活性和随机性，同时，也能有效提高送料车运行过程中的安全性。
进一步，为了实现更精确的控制，在S1中，将送料车的整个行车路径连续的分成若干个控制段域；在S3中,送料车在前行或倒车过程中，其内部小车控制器始终比较前测距传感器或后测距传感器传输的测距信息与设定的距离值；如果测距信息小于等于设定值，则前一控制段域或后一控制段域有送料车在卸料或占用车道，控制停车制动模块及时制动送料车；如果测距信息大于设定值，则前一控制段域或后一控制段域没有送料车，控制行走驱动模块加速动作，以驱动送料车快速到达下一控制段域。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图；
图2是本发明的结构示意图。
图中：1、行车路径，2、送料车，3、二维码或条形码识读模块，4、二维码或条形码，5、控制段域。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，一种送料车导航控制系统，包括设置在送料车2上的小车控制系统、中心控制系统和连续设置在送料车2行车路径1一侧的若干个二维码或条形码4，每个二维码或条形码4用于标识其所在的位置信息；
小控制控制系统包括二维码或条形码识读模块3、前测距传感模块、后测距传感模块、行走驱动模块、转向驱动模块、停车制动模块和无线通信模块；
所述二维码或条形码识读模块3靠近二维码或条形码4一侧地设置，用于识读各个二维码或条形码4以获取送料车2当前位置信息，并将获取到的当前位置信息发送给小车控制器；
所述前测距传感模块设置在小车的前侧，用于检测小车前方的障碍物，并在探测到前方障碍物时，将与前方障碍物之间的距离传输给小车控制器；
所述后测距传感模块设置在小车的后侧，用于检测小车后方的障碍物，并在探测到后方障碍物时，将与后方障碍物之间的距离传输给小车控制器；
所述行走驱动模块用于根据小车控制器的控制驱动小车在直线方向上的行走；
所述转向驱动模块用于根据小车控制器的控制驱动小车的转向动作；
所述停车制动模块用于根据小车控制器的控制对小车进行及时的制动；
所述无线通信模块覆盖送料车2的整个行径，用于建立小车控制器与外部无线通信网络的连接；
所述小车控制器用于在收到送料车2的位置信息后通过无线通信模块、无线通信网络、第一交换机传输给服务器；用于对接收到的来自前测距传感模块或后测距传感模块的测距信息后进行处理；用于根据所接收到的控制指令或对所接收数据的处理结果控制行走驱动模块或转向驱动模块转或停车制动模块进行相应的动作；
所述中心控制系统包括第一交换机、服务器、触屏控制器和地面调度系统；所述地面调节系统包括第二交换机、智能控制终端和若干个调度控制台；
所述第一交换机用于建立地面调度系统、服务器、触屏控制器和无线通信网络之间的相互通信连接；
所述服务器用于对所接收到的所有数据进行处理，用于根据处理结果向小车控制器或地面调度系统发送相应控制指令，用于将处理结果通过触屏控制器上的显示屏进行直观呈现；
所述触屏控制器用于根据服务器的控制显示调度控制台的呼叫信息或服务器的处理结果，用于建立操作人员与服务器之间的交互通信；
所述第二交换机用于建立地面调度系统与第一交换机之间通信连接；
所述调度控制台用于根据操作人员的操作向相应的送料车2发出控制指令；
所述智能控制终端用于建立操作人员与调度控制台或服务器或小车控制器之间的交互通信。
在送料车的行车路径一侧连续的设置若干个二维码或条形码，能有效降低导航系统的制造成本，而且也便于施工，便于行车路径的变更。通过送料车上的二维码或条形码识读模块实时识读位于行车路径一侧的二维码或条形码，能实时检测送料车的位置；二维码或条形码的容错率高，对于环境的要求相对较低，能极大的提高位置信息的识别精度，同时，二维码或条形码识读模块的定位精度能达到毫米级，有助于实现送料车的精确定位，便于实现送料车的精确控制。
为了实现精确控制，也为了便于实现综合调度管理和连锁控制，送料车2的整个行车路径1连续的分成若干个控制段域5；每个控制段域5对应一个调度控制台。通过将行车路径分布多个控制段域，能实现多个控制段域之间的连锁控制，能更有效地避免送料车之间碰撞情况的发生。
所述无线通信网络由多个无线接入点相互之间通过无线通信连接而成。这样能便于实现整个行车路径上的设备间的数据通讯互联，便于实现各设备间的互动、互联和互锁控制。
为了实现智能控制，同时，便于操作人员的监控和操作，所述智能控制终端为计算机。
该导航控制系统工作方式灵活，可以具有以下三种工作方式：(1)全自动工作方式，当该系统设定在全自动运行方式时，操作者预先根据规划好的行车路径通过智能控制终端或触屏控制器输入相应指令，系统启动后，服务器在无人操作模式下与送料车中的小车控制器实时进行信息交互，以控制送料车全自动地工作；(2)半自动工作方式，在送料车工作过程中，操作者可以直接通过调度控制台上按钮来辅助送料车完成相应的工作；(3)手动工作方式，操作者也可以直接坐在送料车上，完全通过手动来控制送料车执行相应的动作。
一种送料车导航控制方法，包括以下步骤：
S1：在送料车2的整个行车路径1的一侧连续的设置若干个二维码或条形码4，每个二维码或条形码4用于标识其所在位置的位置信息；
S2：小车控制器根据接收到的来自服务器或地面调度系统的控制指令控制送料车2的行走驱动模块动作，以驱动送料车2在直线方向上的行走；在送料车2行走过程中，二维码或条形码识读模块3实时识别其一侧的二维码或条形码4以获取当前的位置信息，并将位置信息实时发送给小车控制器；前测距传感模块或后测距传感模块将前方或后方障碍物之间的测距信息实时发送给小车控制器；
S3:小车控制器根据所接收的位置信息或测距信息或外部的控制指令综合判断是否需要加速、减速、停车或转向动作；在需要加速或减速时，控制行走驱动模块执行加速或减速动作；在需要停车时，控制停车制动模块执行制动动作；在需要转向时，控制转向驱动模块执行转向动作。
在S1中，将送料车2的整个行车路径1连续的分成若干个控制段域5；
在S3中,送料车2在前行或倒车过程中，其内部小车控制器始终比较前测距传感器或后测距传感器传输的测距信息与设定的距离值；如果测距信息小于等于设定值，则前一控制段域5或后一控制段域5有送料车2在卸料或占用车道，控制停车制动模块及时制动送料车2；如果测距信息大于设定值，则前一控制段域5或后一控制段域5没有送料车2，控制行走驱动模块加速动作，以驱动送料车2快速到达下一控制段域5。
本方法能有效的提高送料车的导航控制精度，能降低导航系统的投入成本，并能提高导航控制的灵活性和随机性，同时，也能有效提高送料车运行过程中的安全性。
Claims (4)
1.一种送料车导航控制系统，包括设置在送料车（2）上的小车控制系统和中心控制系统；
其特征在于，还包括连续设置在送料车（2）行车路径（1）一侧的若干个二维码或条形码（4），每个二维码或条形码（4）用于标识其所在的位置信息；
小车控制系统包括二维码或条形码识读模块（3）、前测距传感模块、后测距传感模块、行走驱动模块、转向驱动模块、停车制动模块和无线通信模块；
所述二维码或条形码识读模块（3）靠近二维码或条形码（4）一侧地设置，用于识读各个二维码或条形码（4）以获取送料车（2）当前位置信息，并将获取到的当前位置信息发送给小车控制器；
所述前测距传感模块设置在小车的前侧，用于检测小车前方的障碍物，并在探测到前方障碍物时，将与前方障碍物之间的距离传输给小车控制器；
所述后测距传感模块设置在小车的后侧，用于检测小车后方的障碍物，并在探测到后方障碍物时，将与后方障碍物之间的距离传输给小车控制器；
所述行走驱动模块用于根据小车控制器的控制驱动小车在直线方向上的行走；
所述转向驱动模块用于根据小车控制器的控制驱动小车的转向动作；
所述停车制动模块用于根据小车控制器的控制对小车进行及时的制动；
所述无线通信模块覆盖送料车（2）的整个行径，用于建立小车控制器与外部无线通信网络的连接；
所述小车控制器用于在收到送料车（2）的位置信息后通过无线通信模块、无线通信网络、第一交换机传输给服务器；用于对接收到的来自前测距传感模块或后测距传感模块的测距信息后进行处理；用于根据所接收到的控制指令或对所接收数据的处理结果控制行走驱动模块或转向驱动模块转或停车制动模块进行相应的动作；
所述中心控制系统包括第一交换机、服务器、触屏控制器和地面调度系统；所述地面调度系统包括第二交换机、智能控制终端和若干个调度控制台；
所述第一交换机用于建立地面调度系统、服务器、触屏控制器和无线通信网络之间的相互通信连接；
所述服务器用于对所接收到的所有数据进行处理，用于根据处理结果向小车控制器或地面调度系统发送相应控制指令，用于将处理结果通过触屏控制器上的显示屏进行直观呈现；
所述触屏控制器用于根据服务器的控制显示调度控制台的呼叫信息或服务器的处理结果，用于建立操作人员与服务器之间的交互通信；
所述第二交换机用于建立地面调度系统与第一交换机之间通信连接；
所述调度控制台用于根据操作人员的操作向相应的送料车（2）发出控制指令；
所述智能控制终端用于建立操作人员与调度控制台或服务器或小车控制器之间的交互通信；送料车（2）的整个行车路径（1）连续的分成若干个控制段域（5）；每个控制段域（5）对应一个调度控制台。
2.根据权利要求1所述的一种送料车导航控制系统，其特征在于，所述无线通信网络由多个无线接入点相互之间通过无线通信连接而成。
3.根据权利要求1或2所述的一种送料车导航控制系统，其特征在于，所述智能控制终端为计算机。
4.一种利用权利要求1至3任一项所述的一种送料车导航控制系统的送料车导航控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在送料车（2）的整个行车路径（1）的一侧连续的设置若干个二维码或条形码（4），每个二维码或条形码（4）用于标识其所在位置的位置信息；将送料车（2）的整个行车路径（1）连续的分成若干个控制段域（5）；
S2：小车控制器根据接收到的来自服务器或地面调度系统的控制指令控制送料车（2）的行走驱动模块动作，以驱动送料车（2）在直线方向上的行走；在送料车（2）行走过程中，二维码或条形码识读模块（3）实时识别其一侧的二维码或条形码（4）以获取当前的位置信息，并将位置信息实时发送给小车控制器；前测距传感模块或后测距传感模块将前方或后方障碍物之间的测距信息实时发送给小车控制器；
S3: 小车控制器根据所接收的位置信息或测距信息或外部的控制指令综合判断是否需要加速、减速、停车或转向动作；在需要加速或减速时，控制行走驱动模块执行加速或减速动作；在需要停车时，控制停车制动模块执行制动动作；在需要转向时，控制转向驱动模块执行转向动作；
送料车（2）在前行或倒车过程中，其内部小车控制器始终比较前测距传感器或后测距传感器传输的测距信息与设定的距离值；如果测距信息小于等于设定值，则前一控制段域（5）或后一控制段域（5）有送料车（2）在卸料或占用车道，控制停车制动模块及时制动送料车（2）；如果测距信息大于设定值，则前一控制段域（5）或后一控制段域（5）没有送料车（2），控制行走驱动模块加速动作，以驱动送料车（2）快速到达下一控制段域（5）。
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