CN110045752A - 天线位置自动调节装置及方法 - Google Patents

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王兴海
邬利挺
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Shanghai Electric Traffic Automation System Co Ltd
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明公开了一种天线位置自动调节装置，包括：天线；固定于所述天线侧面，用于测量天线相对于轨道中信标的位置数据的至少三个位置测量单元；位置控制单元；位置调整单元；其中，所述位置控制单元一方面将各位置数据代入平面拟合方程，拟合出天线当前位置的平面；另一方面将预设的天线距离信标的最佳位置代入平面拟合方程，拟合出天线最佳位置的平面；并将天线当前位置的平面和天线最佳位置的平面的差值发送给所述位置调整单元；所述位置调整单元根据所述差值对天线位置进行调整。本发明还公开了一种天线位置自动调节方法。解决了手动调节精确度差，调节耗时长、效率低，而且在长时间使用后对天线位置校准比较困难的问题。

Description

天线位置自动调节装置及方法
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及天线位置自动调节装置及方法。
背景技术
目前，轨道交通领域中，调节天线位置都是通过手动调节结合观察水平仪的方式来达到最佳位置。这样的调节方式不仅精确度差，调节耗时长、效率低，而且在长时间使用后对天线位置的校准比较困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天线位置自动调节装置和调节方法，解决了手动调节精确度差，调节耗时长、效率低，而且在长时间使用后对天线位置校准比较困难的问题。
实现上述目的的技术方案是：
一种天线位置自动调节装置，包括：
天线；
固定于所述天线侧面，用于测量天线相对于轨道中信标的位置数据的至少三个位置测量单元；
固定于轨道交通车体的位置控制单元；以及
安装于轨道交通车体，并连接所述天线的位置调整单元；
其中，所述位置控制单元一方面将各所述位置测量单元所测的位置数据代入平面拟合方程，拟合出天线当前位置的平面；另一方面将预设的天线距离信标的最佳位置代入平面拟合方程，拟合出天线最佳位置的平面；并将天线当前位置的平面和天线最佳位置的平面的差值发送给所述位置调整单元；
所述位置调整单元根据所述差值对天线位置进行调整。
优选的，所述位置调整单元调整天线位置，直至所述差值为零。
本发明的基于上述天线位置自动调节装置的调节方法，包括：
各所述位置测量单元测量天线相对于信标的位置数据，并发送给所述位置控制单元；
所述位置控制单元将各所述位置测量单元所测的位置数据代入平面拟合方程，拟合出天线当前位置的平面；
所述位置控制单元将预设的天线距离信标的最佳位置代入平面拟合方程，拟合出天线最佳位置的平面；
所述位置控制单元计算天线当前位置的平面和天线最佳位置的平面的差值，并发送给所述位置调整单元；
所述位置调整单元根据所述差值对天线位置进行调整，直至所述差值为零。
本发明的有益效果是：本发明不需要任何人工调节、测试仪器，有效提高了调节精确度，减少调节耗时，提高效率，而且避免了在长时间使用后对天线位置校准比较困难的问题，提高了列车定位系统系统的调整效率、调整精度、实现了天线位置的自动调节以及校准的自动化。
附图说明
图1是本发明的天线位置自动调节装置的结构图；
图2是本发明的天线位置自动调节装置的底部视图；
图3是本发明的天线位置自动调节方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1-2，本发明的天线位置自动调节装置，包括：天线2、至少三个位置测量单元3、位置调整单元4和位置控制单元5。
各位置测量单元3固定于天线2侧面，用于测量天线2相对于轨道中信标1的位置数据，即坐标系中各个点的坐标，以下所述的位置同理指各点坐标。
设定坐标系：设与轨道平行的方向为X方向；根据笛卡尔坐标系，与轨道地平面平行，且垂直于X方向的方向为Y方向；垂直于X方向和Y方向组成平面的方向为Z方向。所以，上述的垂直方向为Z方向；上述的水平方向包括X方向和Y方向。
位置控制单元5和位置调整单元4固定在轨道交通车体6上，位置调整单元4连接天线2。位置调整单元4以实现天线2在六个自由度的调整。
位置控制单元5一方面将各位置测量单元3所测的位置数据代入平面拟合方程，拟合出天线当前位置的平面；另一方面将预设已知的天线距离信标的最佳位置代入平面拟合方程，拟合出天线最佳位置的平面；并将天线当前位置的平面和天线最佳位置的平面的差值发送给位置调整单元4；位置调整单元4根据差值对天线位置进行调整，直至差值为零。平面拟合方程为现有技术，这里不再赘述。
请参阅图3，本发明的天线位置自动调节方法，包括下列步骤：
步骤S1，各位置测量单元3测量天线2相对于信标1的位置数据，并发送给位置控制单元5。
步骤S2，位置控制单元5将各位置测量单元3所测的位置数据代入平面拟合方程，拟合出天线当前位置的平面。
步骤S3，位置控制单元5将预设的天线2距离信标1的最佳位置代入平面拟合方程，拟合出天线最佳位置的平面。
步骤S4，位置控制单元5计算天线当前位置的平面和天线最佳位置的平面的差值，并发送给位置调整单元4。
步骤S5，位置调整单元4根据差值对天线位置进行调整，直至所述差值为零。
例如：已知天线2距离信标1的最佳位置为Z，以3个点为例，将Z带入到平面拟合方程，拟合出天线最佳位置的平面方程。设三个位置测量单元3采集到三个点的位置值为Z1，Z2，Z3；根据平面拟合方程拟合出天线当前位置的平面方程。天线当前位置的平面方程与天线最佳位置的平面方程做差，计算出两个平面的差值，将差值发送给位置调整单元4，对位置进行调整，直到两平面重合即差值为零位。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (3)

1.一种天线位置自动调节装置，其特征在于，包括：
天线；
固定于所述天线侧面，用于测量天线相对于轨道中信标的位置数据的至少三个位置测量单元；
固定于轨道交通车体的位置控制单元；以及
安装于轨道交通车体，并连接所述天线的位置调整单元；
其中，所述位置控制单元一方面将各所述位置测量单元所测的位置数据代入平面拟合方程，拟合出天线当前位置的平面；另一方面将预设的天线距离信标的最佳位置代入平面拟合方程，拟合出天线最佳位置的平面；并将天线当前位置的平面和天线最佳位置的平面的差值发送给所述位置调整单元；
所述位置调整单元根据所述差值对天线位置进行调整。
2.根据权利要求1所述的天线位置自动调节装置，其特征在于，所述位置调整单元调整天线位置，直至所述差值为零。
3.一种基于权利要求1所述天线位置自动调节装置的调节方法，其特征在于，包括：
各所述位置测量单元测量天线相对于信标的位置数据，并发送给所述位置控制单元；
所述位置控制单元将各所述位置测量单元所测的位置数据代入平面拟合方程，拟合出天线当前位置的平面；
所述位置控制单元将预设的天线距离信标的最佳位置代入平面拟合方程，拟合出天线最佳位置的平面；
所述位置控制单元计算天线当前位置的平面和天线最佳位置的平面的差值，并发送给所述位置调整单元；
所述位置调整单元根据所述差值对天线位置进行调整，直至所述差值为零。
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