CN112918521A - 一种轨道运行车辆的无线定位方法、系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道运行车辆的无线定位方法、系统，所述车辆的车轮上装有传感器和无线发射模块，方法包括：所述传感器检测所述车辆的运行状态，并收集所述车辆的运行状态数据；所述传感器将所述运行状态数据传输给所述无线发射模块，由所述无线发射模块将所述运行状态数据发送给无线接收模块；其中，所述无线接收模块与控制系统连接，其中，所述无线接收模块将接收的所述运行状态数据传输给所述控制系统，以处理接收到的所述运行状态数据。本发明提供的方法、系统用以解决现有技术中定位失真、无法长距离测量、检测设备使用寿命短的问题。能实现高精度定位，长距离测量，检测设备使用寿命长的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及轨道车辆定位技术领域，尤其涉及一种轨道运行车辆的无线定位方法、系统。
背景技术
随着钢铁领域智能制造的不断实施，经常需要对原有设备进行改造以满足智能制造的要求。在炼钢厂中，用到了大量的有轨车辆，比如钢渣车、钢包车等。由于该类设备投产较早，并没有车辆定位技术，制约了对该类设备进行智能控制及管理的实施。
目前本领域内较常见的车辆定位方法有激光定位、格雷母线、雷达、红外线等相关技术。激光定位法通过向定位对象发出激光，测量激光往返时间来确定定位对象的位置；格雷母线以相互靠近的扁平状的电缆和天线箱之间的电磁耦合来进行通信，并在通信的同时检测到天线箱在格雷母线长度方向上的位置。
但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
钢厂的作业环境特别恶劣，经常有作业车辆及人员经过干扰定位源的反馈检测，使得定位失真，导致设备精度控制不准；
此外，目前常见的定位方法如格雷母线法，其检测设备安装在轨道上，经常承受车辆重压，导致设备容易损坏，使用寿命较短。而如激光定位法，激光器型号不同，其能测量的距离范围也不一样，如果被测距离超过了激光器型号限定的范围，其测量精度会显著下降，即无法实现长距离测量。
也即是说，目前本领域内使用的轨道运行车辆定位方法，至少存在定位失真、无法长距离测量、检测设备使用寿命短的问题。
发明内容
本申请实施例通过提供一种轨道运行车辆的无线定位方法，解决了现有技术中车辆定位失真、无法长距离测量、检测设备使用寿命短的问题，实现了高精度定位，长距离测量，检测设备使用寿命长的技术效果。
本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：
第一方面，提供一种轨道运行车辆的无线定位方法，所述车辆的车轮上装有传感器和无线发射模块，所述方法包括：
所述传感器检测所述车辆的运行状态，并收集所述车辆的运行状态数据；
所述传感器将所述运行状态数据传输给所述无线发射模块，由所述无线发射模块将所述运行状态数据发送给无线接收模块；其中，所述无线接收模块与控制系统连接，其中，所述无线接收模块将接收的所述运行状态数据传输给所述控制系统，以处理接收到的所述运行状态数据。
优选地，所述传感器是编码器，所述传感器和所述无线发射模块连接，共同安装在所述车辆的车轮上，随所述车轮一起运动。
可选地，所述传感器检测所述车辆的运行状态，包括：所述传感器检测所述车辆运动与否、运动方向、运动速度或运动的距离。
优选地，所述运行状态数据是脉冲信号，所述传感器将所述脉冲信号传输给无线发射模块，其中，所述车辆的运行状态通过脉冲有无、脉冲频率或脉冲正负状态来反映。
优选地，所述无线发射模块将所述运行状态数据发送给无线接收模块，包括：所述无线接收模块的接收频率已与所述无线发射模块的发送频率调整一致，以使所述无线发射模块将所述运行状态数据发送出去。
第二方面，提供一种轨道运行车辆的无线定位系统，包括：所述车辆，安装在所述车辆的车轮上的传感器和无线发射模块，与控制系统连接的无线接收模块和所述控制系统；
所述传感器用于检测所述车辆的运行状态，并收集所述车辆的运行状态数据；
所述无线发射模块用于将所述运行状态数据发送给无线接收模块；
所述无线接收模块用于将接收的所述运行状态数据传输给所述控制系统；
所述控制系统用于处理接收到的所述运行状态数据。
优选地，所述无线发射模块支持所述传感器的硬件接口及通讯协议。
第三方面，提供一种轨道运行车辆，其特征在于，所述车辆是炼钢厂内在轨道上运行的车辆，所述车辆的车轮上装有传感器和无线发射模块。
本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、由于传感器收集到的数据是通过无线发射模块和无线接收模块以无线透传的方式传送到控制系统，能有效避免周围作业车辆及人员干扰定位源，保证定位精度，从而能精准控制设备；
2、由于传感器和无线发射模块位于车辆上，可以实时检测车辆运行状态，不受定位装置与车辆之间的距离限制，可实现长距离测量；
3、由于传感器安装在车辆上而不是轨道上，避免了车辆重压，使用寿命长。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中轨道运行车辆的无线定位方法流程图；
图2为本发明实施例中轨道运行车辆的无线定位系统图；
图3为本发明实施例中的轨道运行车辆图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种轨道运行车辆的无线定位方法，解决了现有技术中车辆定位失真、无法长距离测量、检测设备使用寿命短的问题。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本实施例中所述在轨道运行的车辆的车轮上装有传感器和无线发射模块，所述传感器检测所述车辆的运行状态，并收集所述车辆的运行状态数据；
所述传感器将所述运行状态数据传输给所述无线发射模块，由所述无线发射模块将所述运行状态数据发送给无线接收模块；其中，所述无线接收模块与控制系统连接，其中，所述无线接收模块将接收的所述运行状态数据传输给所述控制系统，以处理接收到的所述运行状态数据。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本实施例提供了一种轨道运行车辆的无线定位方法，所述轨道运行车辆的车轮上装有传感器和无线发射模块，如图1所示，包括：
步骤S101，传感器检测所述车辆的运行状态，并收集所述车辆的运行状态数据；
步骤S102，所述传感器将所述运行状态数据传输给所述无线发射模块；
步骤S103，所述无线发射模块将所述运行状态数据发送给无线接收模块；
步骤S104，所述无线接收模块将接收的所述运行状态数据传输给所述控制系统，以处理接收到的所述运行状态数据。
下面结合图1详细介绍本实施例提供的方法的实施步骤:
首先，执行步骤S101，传感器检测所述车辆的运行状态，并收集所述车辆的运行状态数据。
在具体实施过程中，传感器装在轨道运行车辆的任意一个车轮上，在此不做限制，例如，传感器位于所述车辆的左前轮。在轨道车辆运动的过程中，所述传感器通过检测所述车轮的正转或者逆转，来确定所述车辆的运动方向是向前或者向后；通过检测所述车轮的转动速度，来确定所述车辆的运动速度；通过计数车轮转动的圈数，来确定所述车辆在轨道上的运动距离。然后，所述传感器会将检测到的车辆运行状态信息转化为脉冲信号，通过脉冲信号的正负状态反映所述车辆的运动方向；通过脉冲信号频率的变化反映所述车辆的运动速度；通过脉冲信号的有无反映所述车辆运动与否。
然后，执行步骤S102，所述传感器将所述运行状态数据传输给所述无线发射模块。
在具体实施过程中，根据所述传感器的输出信号类型，选择相应接收数据类型的无线发射模块。例如，所述传感器为绝对型编码器，输出硬件接口为RS485，支持通讯协议Profibus-DP，那么所述无线发射模块应当支持RS485硬件接口，支持通讯协议Profibus-DP。
接下来，执行步骤S103，所述无线发射模块将所述运行状态数据发送给无线接收模块。
在具体实施过程中，所述无线接收模块的接收频率已与所述无线发送模块的发送频率调整一致，以使所述无线发射模块将所述运行状态数据发送出去。
最后，执行步骤S104，所述无线接收模块将接收的所述运行状态数据传输给所述控制系统，以处理接收到的所述运行状态数据。
基于本实施例，控制系统能获得如下信息：所述在轨道上运行的车辆运动与否、运动方向、运动速度或者运动距离。基于所获得的信息，控制系统能够控制在轨道上运行的车辆。例如，运货目的地距离车辆起始地点为100m，控制系统获知此时在轨道上运行的车辆已经向目的地移动了90m，那么可以向车辆发出减速指令，以控制车辆在目的地停下；当车辆应当返回起始地点时，控制系统可以确认车辆的运动方向是否正确，如果车辆朝着与预期相反的方向行驶，控制系统可以向车辆发出停止行驶的命令，并发出向预期方向行驶的命令；又例如，控制系统获知车辆在正常工作的过程中突然停下来，此时可以向车辆发出询问指令，如果车辆反馈是系统误操作，控制系统可以发出纠正指令，指导车辆继续工作；如果车辆反馈车辆本身出现故障，控制系统可以提醒及时对车辆进行检修。在具体实施过程中，控制系统还可以根据所获得的车辆运行状态信息对车辆作出更多的控制动作，在此不再一一列举。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种轨道运行车辆的无线定位系统，如图2所示，包括：
所述车辆201，安装在所述车辆的车轮上的传感器202和无线发射模块203，与控制系统连接的无线接收模块204和所述控制系统205。
在具体的实施过程中，所述车辆201是任何一种轨道运行车辆，如钢渣车或者钢包车，或者本领域内技术人员熟知的其他轨道运行车辆，在此不做限制；
所述传感器202和所述无线发射模块203安装在所述车辆的车轮上，其中所述传感器用于检测所述车辆的运行状态，并收集所述车辆的运行状态数据；所述无线发射模块用于将所述运行状态数据发送给无线接收模块；
所述无线接收模块204与所述控制系统连接，用于将接收的所述运行状态数据传输给所述控制系统；
所述控制系统205，用于处理接收到的所述运行状态数据。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种轨道运行车辆，如图3所示，所述车辆301是炼钢厂中在轨道上运行的车辆，所述车辆301车轮上装有传感器302和无线发射模块303。在具体的实施过程中，所述车辆301能在运动过程中，通过传感器302实时检测自身的运动方向，比如在轨道上向前运动，到达目标位置；或者在轨道上向后运动，回到出发地。还能实时检测自身的运动速度，例如检测到车轮在单位时间里转动的圈数多，表明此时所述车辆速度快；或者检测到所述车轮在单位时间内转动的圈数少，表明此时所述车辆速度慢。所述车辆还能检测自身在轨道上的运行距离，在具体实施过程中，已知所述车辆在轨道上的起始位置，通过计数所述车辆的车轮转动的圈数，就可以知道所述车辆在轨道上的运行距离，因此，可以计算出所述车辆距离目的地的距离。以上所述传感器302会将检测到的车辆运行状态数据传输给无线发射模块303，并由无线发射模块303发送出去；
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
1、由于传感器收集到的数据是通过无线发射模块和无线接收模块以无线透传的方式传送到控制系统，能有效避免周围作业车辆及人员干扰定位源，保证定位精度，从而能精准控制设备；
2、由于传感器和无线发射模块位于车辆上，可以实时检测车辆运行状态，不受定位装置与车辆之间的距离限制，可实现长距离测量；
3、由于传感器安装在车辆上而不是轨道上，避免了车辆重压，使用寿命长。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种轨道运行车辆的无线定位方法，其特征在于，所述车辆的车轮上装有传感器和无线发射模块，所述方法包括：
所述传感器检测所述车辆的运行状态，并收集所述车辆的运行状态数据；
所述传感器将所述运行状态数据传输给所述无线发射模块，由所述无线发射模块将所述运行状态数据发送给无线接收模块；其中，所述无线接收模块与控制系统连接，其中，所述无线接收模块将接收的所述运行状态数据传输给所述控制系统，以处理接收到的所述运行状态数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器是编码器，所述传感器和所述无线发射模块连接，共同安装在所述车辆的车轮上，随所述车轮一起运动。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器检测所述车辆的运行状态，包括：所述传感器检测所述车辆运动与否、运动方向、运动速度或运动的距离。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行状态数据是脉冲信号，所述传感器将所述脉冲信号传输给无线发射模块，其中，所述车辆的运行状态通过脉冲有无、脉冲频率或脉冲正负状态来表示。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线发射模块将所述运行状态数据发送给无线接收模块，包括：所述无线发射模块将所述运行状态数据发送给无线接收模块，其中，所述无线接收模块的接收频率与所述无线发送模块的发送频率一致。
6.一种轨道运行车辆的无线定位系统，其特征在于，包括：所述车辆，安装在所述车辆的车轮上的传感器和无线发射模块，与控制系统连接的无线接收模块和所述控制系统；
所述传感器用于检测所述车辆的运行状态，并收集所述车辆的运行状态数据，并将所述运行状态数据发送给所述无线发送模块；
所述无线发射模块用于将所述运行状态数据发送给无线接收模块；
所述无线接收模块用于将接收的所述运行状态数据传输给所述控制系统；
所述控制系统用于处理接收到的所述运行状态数据。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述传感器是编码器，所述传感器和所述无线发射模块连接，共同安装在所述车辆的车轮上，随所述车轮一起运动。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述传感器检测所述车辆的运行状态，包括：所述传感器检测所述车辆运动与否、运动方向、运动速度或运动的距离。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述无线发射模块支持所述传感器的硬件接口及通讯协议。
10.一种轨道运行车辆，其特征在于，所述车辆是炼钢厂内在轨道上运行的车辆，所述车辆的车轮上装有传感器和无线发射模块。
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