CN111689399A - 一种轨道型运输设备的定位方法及其系统 - Google Patents

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黄敏
梁伟荣
叶锦链
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张剑锋
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Abstract

本发明涉及轨道型运输设备定位的技术领域，具体公开涉及一种轨道型运输设备的定位方法及其系统，其方法包括步骤：通过编码器获取车体经过移动的第一位置数据，磁感应器感应轨道沿途的永磁体得到磁突变信号，得知当前所在位置，RFID读卡器经过定位件时读取RFID电子标签、从而确认当前所在位置经过多少个永磁体，得到车体所在的第二位置数据；控制器根据第二位置数据来对第一位置数据的值进行校正；其系统包括轨道及沿轨道运行的车体，轨道沿途布设多个RFID电子标签和永磁体；车体上设置有：控制器、编码器、RFID读卡器、及磁感应器。改善了轨道型运输设备定位的精度、可靠性及易维护性。

Description

一种轨道型运输设备的定位方法及其系统
〖技术领域〗
本发明涉及轨道型运输设备定位的技术领域，尤其涉及一种轨道型运输设备的定位方法及其系统。
〖背景技术〗
编码器用于测量速度、位置或角度等物理量，它是把机械位移量转变成电信号的传感器，包括基于光线工作的光学编码器，以及基于磁感应的磁编码器。
在工业环境中的轨道型运输设备，特别是行车或天车，一般采用编码器来定位，但是编码器在车轮打滑、抖动等情况下会出现误差，特别是轨道型运输设备在快速行驶、或者在下雨天行驶或者是滚轮上有泥块的行驶状态下，该误差会持续累积，而轨道型运输设备对定位的可靠性及易维护要求比较高，需要及时校正。目前的对编码器的校正方式比较单一，仅限于RFID检测法，而RFID检测法属于范围检测法，其误差范围达到10-30厘米，使用不便，可靠性低、维护频繁、维护费用高等问题导致轨道型运输设备的自动化/智能改造受到阻碍。
〖发明内容〗
本发明旨在提供一种轨道型运输设备的定位方法及其系统，改善了轨道型运输设备定位的精度、可靠性及易维护性。
本发明提供第一方面的技术方案是：一种轨道型运输设备的定位方法，包括以下步骤：
通过编码器获取车体经过移动的第一位置数据，磁感应器感应轨道沿途的永磁体得到磁突变信号，得知当前所在位置，RFID读卡器经过定位件时读取RFID电子标签、从而确认当前所在位置经过多少个永磁体，得到所述车体所在的第二位置数据；所述控制器根据所述第二位置数据来对所述第一位置数据的值进行校正。
优选的技术方案，包括以下步骤：
在进入工作状态之前，所述控制器记录所述车体的起始点、以及RFID电子标签和永磁体的所在位置。
优选的技术方案，还包括以下步骤：
在进入工作状态之前，所述控制器设置初始化参数，并发出指令，对所述编码器、所述RFID读卡器及所述磁感应器所组成的定位套件执行初始化程序。
还有，优选的技术方案，还包括以下步骤：
所述控制器将校正过第二位置数据通过对应接口输出。
本发明提供第二方面的技术方案是：一种轨道型运输设备的定位系统，所述定位系统执行上述任意一项所述的定位方法。
优选的方案是，所述定位系统包括轨道及沿轨道运行的车体，轨道沿途布设多个定位件，每个定位件上预设有同一沿途位置上的RFID电子标签和永磁体；所述车体上设置有：控制器、用于测量所述车体车轮转动行程的编码器、用于感测所述RFID电子标签的RFID读卡器、及用于感测所述永磁体的磁感应器；所述编码器、RFID读卡器及磁感应器均与所述控制器电连接。
还有的优选方案是，所述定位系统还包括工控主机，所述控制器与所述工控主机之间电连接。
还有的优选方案是，所述控制器与所述工控主机之通过交换机进行电连接。
还有的优选方案，所述主控MCU与所述交换机之间设有用于电连接的网口。
还有的优选方案，所述编码器为磁编码器或光学编码器。
此外、优选的技术方案还有，所述磁感应器为三轴磁感应器。
本发明的有益效果是：通过所述编码器获取所述车体经过移动的第一位置数据(与起始点之间的距离值)，所述磁感应器感应轨道沿途的永磁体得到磁突变信号，得知当前所在位置，所述RFID读卡器经过定位件时读取RFID电子标签的序列编号、从而确认当前所在位置经过多少个永磁体，得到所述车体所在的第二位置数据(与起始点之间的距离值)；所述控制器根据所述第二位置数据来对所述第一位置数据的值进行校正，所述控制器自动地校正出当前车体所在的准确位置。这种采用磁感应方法及RFID识别RFID标签的方法相互配合使得车体的定位误差范围从10-30厘米缩小到0.1-1厘米，改善了车体1定位的精度、可靠性及易维护性。
〖附图说明〗
图1是本发明的实施例、硬件框架的示意图；
图2是本发明的实施例的使用方法流程图；
图3是本发明的实施例的俯视图；
其中的附图标记为：
1、车体；2、轨道；
10、定位套件；101、控制器；102、编码器；103、RFID读卡器；104、磁感应器；105、网口；106、交换机；107、小车；108、RFID电子标签；109、永磁体；110、定位件；111、车体动力源机构；12、工控主机。
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。
〖具体实施方式〗
如图1-图3所示，一种轨道型运输设备的定位系统，特别是适合于天车或行车(统称为车体)的工业环境，车体1的轨道2上沿途布设有多个定位件110，定位件110的实施例可以是定位柱或定位薄片之类，每个定位件110上预设有同一沿途位置上的RFID电子标签108及永磁体109，定位件110的作用是使得RFID电子标签108及永磁体109便于读取或感应。每个RFID电子标签108上含有彼此不同的序列编号的信息，每个永磁体109是一样的。所述定位系统包括控制器101、编码器102、RFID读卡器103及磁感应器104；所述编码器102、所述RFID读卡器103及所述磁感应器104均安装在车体1上、且与所述控制器101之间电连接，所述编码器102读取车体1的车轮的转动圈数及角度得到经过移动的第一位置数据(与起始点之间的距离值)，所述磁感应器104感应轨道2沿途的多个永磁体109，得到磁突变信号，得知当前所在位置，所述RFID读卡器103经过定位件110时读取RFID电子标签108、从而确认当前所在位置经过多少个定位件110(或多少个永磁体109)，得到所述车体1所在的第二位置数据(与起始点之间的距离值)；所述控制器101根据所述第二位置数据来对所述第一位置数据的值进行校正，所述控制器101自动地校正出当前车体1所在的准确位置。采用磁感应方法及RFID识别方法相互配合使得车体1的定位误差范围从10-30厘米缩小到0.1-1厘米，改善了车体1定位的精度、可靠性及易维护性。所述控制器101具体的实施例为主控MCU、PLC或单片机等。
如图3所示，轨道2上沿途布设的定位件110为均匀设置，例如，第一个定位件110与起始点之间的距离为100厘米，第一个RFID电子标签108所含信息的序列编号为00000001；第二个定位件110与起始点之间的距离为200厘米，第二个RFID电子标签108所含信息的序列编号为00000002；第三个定位件110与起始点之间的距离为300厘米，第三个RFID电子标签108所含信息的序列编号为00000003；…等等，并在所述控制器101中初始化录入。当然，上述的定位件之间的距离也可以设为其他数值或单位。
如图1所示，进一步的实施例，所述定位系统还包括工控主机12，所述控制器101与所述工控主机12之间电连接，工控主机12即是工业控制计算机，是一种采用总线结构，主要是相对于商务计算机而言的一种称呼，其主要功能是对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制，工控主机12上设有机箱、显示屏、键盘、主板、底板、CPU、驱动器、电源系统及风扇等。在所述定位系统中，经过校正的所述第一位置数据如果还没有到达目标位置，那么还要继续操作工控主机12来达到目标位置，每次操作工控主机12的过程中，控制器101会校正每一次得到的所述第一位置数据。如图3所示，所述控制器101安装在小车107上，所述控制器101的数据线可以从小车107上垂下来，再连接到便于人工操作的工控主机12上。
如图1所示，进一步的，所述控制器101与所述工控主机12之间通过交换机106进行电连接。其中的交换机106即是开关的意思，是一种用于电信号或光信号转发的网络设备，可以作为接入交换机106的任意两个网络节点提供独享的电信号通路，常见的有以太网交换机。
如图1所示，所述控制器101与所述交换机106之间设有用于电连接的网口105。所述控制器101设有网口105，便于与所述工控主机12之间通过交换机106进行电连接，实现数据的传输和交互。
还有的优选实施例，所述编码器102为磁编码器102或光学编码器102。
此外，所述磁感应器104优选为三轴磁感应器104。
上述中的电连接，可以为通过RS232、RS485或USB的串口连接方式进行电连接。
本发明的定位方法包括以下步骤：
步骤010、在进入工作状态之前，所述控制器101记录所述车体1的起始点、以及RFID电子标签108和永磁体109的所在位置；所述控制器101设置初始化参数，并发出指令，对所述编码器102、所述RFID读卡器103及所述磁感应器104所组成的定位套件10执行初始化程序；
步骤020、通过所述工控主机12指令所述车体1进入工作状态，输入目标位置数据；所述编码器102读取所述车体1的车轮的转动圈数及角度从而得到经过移动的第一位置数据(与起始点之间的距离值)，所述磁感应器104感应轨道2沿途的永磁体109，得到磁突变信号，得知当前所在位置，所述RFID读卡器103经过定位件110时读取RFID电子标签108、从而确认当前所在位置经过多少个定位件110，得到所述车体1所在的所述第二位置数据(与起始点之间的距离值)；所述控制器101根据所述第二位置数据来对所述第一位置数据的值进行校正，所述控制器101自动地校正出当前车体1所在的准确位置。
步骤030、所述控制器101将校正过第一位置数据(与起始点之间的距离值)通过对应接口输出，一般是反馈到工控主机12，便于观察和操作。
以上实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种轨道型运输设备的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过编码器获取车体经过移动的第一位置数据，磁感应器感应轨道沿途的永磁体得到磁突变信号，得知当前所在位置，RFID读卡器经过定位件时读取RFID电子标签、从而确认当前所在位置经过多少个永磁体，得到所述车体所在的第二位置数据；所述控制器根据所述第二位置数据来对所述第一位置数据的值进行校正。
2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
在进入工作状态之前，所述控制器记录所述车体的起始点、以及RFID电子标签和永磁体的所在位置。
3.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在进入工作状态之前，所述控制器设置初始化参数，并发出指令，对所述编码器、所述RFID读卡器及所述磁感应器所组成的定位套件执行初始化程序。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的定位方法，其特征在于，还包括以下步骤：
所述控制器将校正过第二位置数据通过对应接口输出。
5.一种轨道型运输设备的定位系统，其特征在于，所述定位系统执行权利要求1-4任意一项所述权利要求的定位方法。
6.根据权利要求5所述的定位系统，其特征在于，所述定位系统包括轨道及沿轨道运行的车体，轨道沿途布设多个定位件，每个定位件上预设有同一沿途位置上的RFID电子标签和永磁体；所述车体上设置有：控制器、用于测量所述车体车轮转动行程的编码器、用于感测所述RFID电子标签的RFID读卡器、及用于感测所述永磁体的磁感应器；所述编码器、RFID读卡器及磁感应器均与所述控制器电连接。
7.根据权利要求6所述的定位系统，其特征在于，所述定位系统还包括工控主机，所述控制器与所述工控主机之间电连接。
8.根据权利要求7所述的定位系统，其特征在于，所述控制器与所述工控主机之通过交换机进行电连接。
9.根据权利要求8所述的定位系统，其特征在于，所述主控MCU与所述交换机之间设有用于电连接的网口。
10.根据权利要求5-9任意一项所述的定位系统，其特征在于，所述编码器为磁编码器或光学编码器。
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