CN211317333U - 一种车载定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种车载定位系统。本实用新型的车载定位系统包括至少一位置标尺、基站系统以及定位机构，所述位置标尺安装于轨道或道路的旁侧，所述基站系统安装于所述轨道或道路沿线，所述定位机构与所述基站系统之间无线通信连接。本实用新型的制造成本较低，且稳定性高、易于实现和使用。

Description

一种车载定位系统

技术领域

本实用新型涉及铁路运输技术领域，特别是涉及一种车载定位系统。

背景技术

机车和铁水罐车在站场的位置是铁水自动装运控制系统中的关键数据，特别是高炉区域进行铁水罐装时，要求出铁口与铁水罐口对齐，误差不能超过±5cm，否则会造成铁水泄漏，造成严重的生产事故。

现有技术中的车载定位系统的硬件结构具有设备的稳定性较差、制造成本较高、不容易实现等问题，因此迫切需要改进。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种车载定位系统，用于解决现有技术中的车载定位系统的硬件结构具有设备的稳定性较差、制造成本较高、不容易实现的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种车载定位系统，所述车载定位系统包括：

至少一位置标尺，其安装于轨道或道路的旁侧；

基站系统，其安装于所述轨道或道路沿线；以及

定位机构，其与所述基站系统之间无线通信连接。

在本实用新型的一实施例中，所述基站系统包括：

至少两个基站，所述基站与所述定位机构之间无线通信连接。

在本实用新型的一实施例中，所述定位机构包括：

车载标签，其与所述基站系统中的每一个基站之间通信连接；

主控模块，其与所述车载标签之间有线通信连接；

至少一摄像机，其与所述主控模块之间有线通信连接。

在本实用新型的一实施例中，所述摄像机与所述位置标尺处于同一水平直线上。

在本实用新型的一实施例中，所述位置标尺的长度大于等于1米。

在本实用新型的一实施例中，所述位置标尺的最小刻度小于等于1厘米。

在本实用新型的一实施例中，所述定位机构安装于车载上。

在本实用新型的一实施例中，所述主控模块分别与所述车载标签、摄像机之间有线通信连接。

在本实用新型的一实施例中，所述主控模块包括单片机。

在本实用新型的一实施例中，所述车载定位系统还包括定位服务器，所述定位服务器与所述基站之间通信连接。

如上所述，本实用新型的一种车载定位系统，具有以下有益效果：

本实用新型的车载定位系统包括至少一位置标尺、基站系统以及定位机构，所述位置标尺安装于轨道或道路的旁侧，所述基站系统安装于所述轨道或道路沿线，所述定位机构与所述基站系统之间无线通信连接。本实用新型的制造成本较低，且稳定性高、易于实现和使用，而且本实用新型可以广泛地应用于铁路运输中。

本实用新型的车载定位系统在工作过程中可以不受高大建筑物影响。而且本实用新型的车载定位系统在复杂地形环境下能够实现误差小于±5厘米的高精度定位。

附图说明

图1为本申请实施例提供的车载定位系统的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的机车和鱼雷罐车设置在轨道上的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的车载定位系统的定位机构的结构原理框图。

图4为本申请实施例提供的车载定位系统的应用于机车和鱼雷罐车的结构示意图。

元件标号说明

2 定位机构

3 高炉范围

4 机车

5 鱼雷罐车

6 出铁口

7 停车点

8 轨道

9 设备注入口

10 定位服务器

11 第一基站

12 第二基站

13 第三基站

21 车载标签

22 主控模块

31 第一摄像机

32 第二摄像机

41 第一位置标尺

42 第二位置标尺

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1、图2，图1为本申请实施例提供的车载定位系统的结构示意图。图2为本申请实施例提供的机车和鱼雷罐车设置在轨道上的结构示意图。本实用新型提供一种车载定位系统，所述车载定位系统包括但不限于位置标尺、基站系统以及定位机构2。所述位置标尺安装于轨道8或道路的旁侧。具体的，所述位置标尺可以但不限于与所述定位机构2中的摄像机处于同一水平直线上。所述位置标尺的个数可以设置一个或多个，由于机车4可以挂接一个或多个鱼雷罐车5，因此一个出铁口6可以对应一个或多个位置标尺，在图1中，所述位置标尺包括第一位置标尺41和第二位置标尺42，所述第一位置标尺41、第二位置标尺42设置于所述轨道8的两侧即设置于高炉范围3的出铁口6的轨道8的两侧，例如，将每两个位置标尺即第一位置标尺41和第二位置标尺42设置为一组位置标尺，所述车载定位系统可以包括多组位置标尺。所述位置标尺的长度可以但不限于为大于等于1米，所述位置标尺的最小刻度可以但不限于为小于等于1厘米。所述基站系统安装于所述轨道8或道路沿线。具体的，所述基站系统包括但不限于为两个基站，所述基站系统可以包括两个基站、三个基站、四个基站、五个基站等，所述基站与所述定位机构2中的车载标签21之间无线通信连接。所述基站可以但不限于为定位基站、UWB基站，所述UWB基站属于无载波通信技术，在图1中，所述基站系统包括第一基站11、第二基站12以及第三基站13，所述第一基站11、第二基站12以及第三基站13安装在铁水装运轨道即轨道8的线路沿线，所述第一基站11、第二基站12以及第三基站13构成三角形分布，所述第一基站11、第二基站12以及第三基站13彼此之间的距离设置为10～30米，所述距离可以但不限于设置为10米、15米、17米、20米、25米，所述第一基站11、第二基站12以及第三基站13的覆盖半径为350米～500米，所述覆盖半径可以但不限于为380米、400米、440米、450米、480米等，每一所述基站可以根据现场地形的实际情况来进行安装，以确保铁水运输线路信号的全面覆盖。所述定位机构2用于采集所述位置标尺的视频图像，所述定位机构2与所述基站系统之间无线通信连接。所述车载定位系统还包括定位服务器10，所述定位服务器10与所述基站之间通信连接，具体的，所述定位服务器10与所述基站之间可以但不限于通过工业以太网络通信连接，所述定位服务器10用于告知其它机车4或车辆的位置信息，即车载定位系统可以同时将多台机车4放在一个站场运行，每台机车4将定位信息上报至所述定位服务器10，所述定位服务器10接收到所述机车4的定位信息后，广播下发到每台机车4上，起到避障的作用。

请参阅图3、图4，图3为本申请实施例提供的车载定位系统的定位机构的结构原理框图。图4为本申请实施例提供的车载定位系统的应用于机车和鱼雷罐车的结构示意图。所述定位机构2包括但不限于为车载标签21、摄像机以及主控模块22。所述主控模块22可以但不限于为单片机。所述车载标签21用于测量其与所述基站系统中的每一个基站之间的直线距离。所述摄像机用于采集所述位置标尺的视频图像。所述主控模块22用于接收所述直线距离以及位置标尺的视频图像。具体的，所述定位机构2中的车载标签21、摄像机、主控模块22安装于车载上，所述车载标签21可以但不限于为UWB标签，所述UWB标签与所述UWB基站进行测距，所述车载标签21能够测量距离每一个基站的直线距离，所述车载标签21可以但不限于通过数据线将直线距离传输至所述主控模块22，由所述主控模块22进行测距定位。所述摄像机的个数至少为一个，在图3中，所述摄像机为第一摄像机31和第二摄像机32，所述第一摄像机31和第二摄像机32可以但不限于为水平安装，可以分别朝向所述机车4的左边和右边，所述第一摄像机31和第二摄像机32用于对准并采集位置标尺的视频图像，在所述机车4上的第一摄像机31和第二摄像机32拍摄到的所述位置标尺的视频图像，由于所述鱼雷罐车5的长度是固定的，因此，将所述机车4的位置定位准确，与所述机车4相连接的所述鱼雷罐车5的位置也就随之定位准确。所述第一摄像机31和第二摄像机32将所述位置标尺的视频图像可以但不限于通过高清数据线与所述主控模块22相连接，将所述位置标尺的高清视频图像传输至所述主控模块22。具体的，所述主控模块22用于预先存储每一个所述基站的地理信息系统信息，并根据所述直线距离以及基站的地理信息系统信息，以对车载进行定位跟踪。所述主控模块22用于预先存储最终停车点上位置标尺的视频图像，并根据所述位置标尺的视频图像以及最终停车点上位置标尺的视频图像，以对车载进行最终停车定位。所述主控模块22将采集到的所述位置标尺的高清视频图像与最终停车点上位置标尺的视频图像进行对比分析，确认所述机车4的精确位置。所述机车4与至少一个鱼雷罐车5相连接。所述位置标尺的安装位置的选择遵循：一个或多个鱼雷管车5的设备注入口9对准所述出铁口6时，机车4停车时所在的位置。

请参阅图1～图4，为了进一步地对本实用新型的车载定位系统的技术方案进行理解，下面对本实用新型的工作过程进行进一步的说明，所述车载定位系统的工作过程并不属于本实用新型的保护范围，所述车载定位系统的工作过程如下：通过主控模块22预先存储每一个所述基站的地理信息系统信息，以及最终停车点上位置标尺的视频图像。通过车载标签21测量其与所述基站系统中的每一个基站之间的直线距离。通过摄像机采集所述位置标尺的视频图像。通过主控模块22接收所述直线距离以及位置标尺的视频图像。根据所述直线距离以及基站的地理信息系统信息，以对车载进行定位跟踪。根据所述位置标尺的视频图像以及最终停车点上位置标尺的视频图像，以对车载进行最终停车定位。具体的，可以先进行通过车载标签21测量其与所述基站系统中的每一个基站之间的直线距离的操作，再进行通过摄像机采集所述位置标尺的视频图像的操作，也可以先进行通过摄像机采集所述位置标尺的视频图像的操作，再进行通过车载标签21测量其与所述基站系统中的每一个基站之间的直线距离的操作。具体的，所述根据所述位置标尺的视频图像以及最终停车点上位置标尺的视频图像，以对车载进行最终停车定位的步骤包括：判断所述位置标尺的视频图像是否对准所述最终停车点上位置标尺的视频图像。若所述位置标尺的视频图像对准所述最终停车点上位置标尺的视频图像，则车载完成最终停车定位，若所述位置标尺的视频图像未对准所述最终停车点上位置标尺的视频图像，则继续调整所述车载位置，直至所述位置标尺的视频图像对准所述最终停车点上位置标尺的视频图像。具体的，所述定位方法在所述定位机构2启动后，读取预先存储的每一个所述基站的地理信息系统信息，以及最终停车点上位置标尺的视频图像。再通过车载标签21进行定位跟踪，确认所述机车4的所在位置。所述基站在铁水运输线路全程覆盖布置，在所述机车4行驶过程中通过所述基站进行定位，定位精度可以达到30厘米，满足了运输过程中的定位需求。在所述机车4推送所述鱼雷罐车5进入高炉范围3的出铁口6时，所述机车4缓慢靠近所述出铁口6，此时所述第一摄像机31和第二摄像机32实时采集两侧的位置标尺的视频图像，并与最终停车点上位置标尺的视频图像进行匹配，当两者视频图像完全吻合时立即停车，因此能够达到±5厘米误差范围内的高精度停车。具体的，所述最终停车点上位置标尺的视频图像可以但不限于为：以所述位置标尺的零刻度为中心所采集的位置标尺的视频图像。通过车载标签21进行初始定位的定位精度可达30厘米，满足运输过程中的定位的需求。

综上所述，本实用新型的车载定位系统包括至少一位置标尺、基站系统以及定位机构2，所述位置标尺安装于轨道或道路的旁侧，所述基站系统安装于所述轨道或道路沿线，所述定位机构2用于采集所述位置标尺的视频图像，所述定位机构2与所述基站系统之间无线通信连接。本实用新型能够满足高炉区域定位需求，为铁水自动装运控制系统提供可靠稳定的高精度定位信息。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种车载定位系统，其特征在于，所述车载定位系统包括：

至少一位置标尺，其安装于轨道或道路的旁侧；

基站系统，其安装于所述轨道或道路沿线；以及

定位机构，其与所述基站系统之间无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种车载定位系统，其特征在于，所述基站系统包括：

至少两个基站，所述基站与所述定位机构之间无线通信连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种车载定位系统，其特征在于，所述定位机构包括：

车载标签，其与所述基站系统中的每一个基站之间通信连接；

主控模块，其与所述车载标签之间有线通信连接；

至少一摄像机，其与所述主控模块之间有线通信连接。

4.根据权利要求3所述的一种车载定位系统，其特征在于：所述摄像机与所述位置标尺处于同一水平直线上。

5.根据权利要求1所述的一种车载定位系统，其特征在于：所述位置标尺的长度大于等于1米。

6.根据权利要求1所述的一种车载定位系统，其特征在于：所述位置标尺的最小刻度小于等于1厘米。

7.根据权利要求1所述的一种车载定位系统，其特征在于：所述定位机构安装于车载上。

8.根据权利要求3所述的一种车载定位系统，其特征在于：所述主控模块分别与所述车载标签、摄像机之间有线通信连接。

9.根据权利要求3所述的一种车载定位系统，其特征在于：所述主控模块包括单片机。

10.根据权利要求2所述的一种车载定位系统，其特征在于：所述车载定位系统还包括定位服务器，所述定位服务器与所述基站之间通信连接。

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