基于射频识别自校准的行车定位方法

文档序号:5921422阅读:259来源:国知局
专利名称:基于射频识别自校准的行车定位方法
技术领域
本发明涉及一种应用于行车自动跟踪的定位方法,具体地讲该方法依靠旋转编码 器获取精确的位置信息,利用射频识别(Radio frequency identification :RFID)定位 技术对旋转编码器进行校准,最终将当前位置信息与当前行车距垛位中心点的偏差信息上 传,属于行车位置跟踪技术领域。
背景技术
行车驾驶员在物料的起吊与放下阶段都需要获知物料的精确位置,并需将物料的 吊起与放下位置反馈给地面管理人员,以提高库存更新的实时性。对行车的定位,通常采 用人工手动的方式,该方式主要存在以下弊端1、行车驾驶员目测确定吊运位置,增加了人 为干预的因素,降低了行车吊运效率;2、行车驾驶员在吊运完成一次操作后,还需主动将完 成的结果信息反馈下去,实际中会出现遗忘反馈、信息出错的现象,增加了行车驾驶员的负 担;3、地面调度员协调驾驶员吊运钢卷,会在吊运操作区域进行观测与指挥,增加了安全隐

)Qi、O为提高行车吊运生产的自动化程度,实现行车位置的实时跟踪,需在行车中引入 行车位置自动跟踪系统。传统的根据机械轮旋转测量位移的方法,测量精度较高,但受到机 械轮打滑,机械惯性等因素的影响,造成该方法长时间运行存在较大的累积误差;目前射频 识别定位技术在高速列车定位、生产工具定位等不同领域中均取得了较好的应用效果,该 方式采用无接触识别方式,读取速度快、可靠性高,但为获得较高的定位精度需保证轨道上 布设较密的RFID电子标签,安装工作量较大,难以获得较高的定位精度。

发明内容
技术问题为了提高行车定位的精度,本发明提供一种基于RFID自校准的行车 定位方法,将RFID定位与机械轮旋转测量位移方法组合使用,依靠旋转编码器获取精确的 位置信息,利用RFID定位技术对旋转编码器进行校准,可以有效地克服机械因素带来的误 差,提高了行车定位的精度,从而满足行车位置自动跟踪的要求。技术方案一种行车定位方法,其特征是该方法采用安装于行车行驶电机主轴处 的旋转编码器获取行车位移信息,安装于行车车身上的RFID读写器采集布设于行车轨道 的RFID电子标签,利用RFID电子标签坐标值对旋转编码器行车位移测量值进行校准。该 方法包括以下步骤第一按一定时间间隔获取相对库区零点的旋转编码器测量坐标值x ;第二 检查此时是否读取到RFID电子标签,若未读取到则将此时旋转编码器测量 坐标值x作为行车实际坐标值么进入第五步;若读取到RFID电子标签则转向下一步;第三由读取到的RFID电子标签标识信息(ID号)查询标签坐标对应表,得到 RFID电子标签坐标值x',判断旋转编码器测量坐标值x与RFID电子标签坐标值x'是否 在合理偏差范围
x-x' | < A其中A为设定的合理范围值,由RFID电子标签的可读范围确定。若超出范围则 将旋转编码器测量坐标值x舍去,RFID电子标签坐标值作为行车实际坐标值么设定加 权分配系数a = a ‘;若在偏差范围内则设定加权分配系数a = a 〃,进入下一步处理;第四采用具有自学习加权功能的最小二乘法对旋转编码器测量坐标值x进行校 准,计算出读取RFID电子标签时行车的精确位置,即得到行车实际坐标值f ;第五查询垛位中心点坐标数据表格,获得垛位中心点坐标值z,结合行车实际坐 标值十算当前行车位置距垛位中心点的偏差值d。所述的库区零点为大车轨道布设RFID电子标签的起始位置,即大车轨道上第一 个RFID电子标签的位置为零点。所述的RFID电子标签按一定间隔均勻布设于行车轨道。所述的RFID电子标签坐标值x'由RFID电子标签实际布设位置确定,保存于标签 坐标对应表格中;垛位中心点坐标值z由垛位尺寸结合RFID电子标签布设位置计算确定, 保存于垛位中心点坐标数据表格中。所述的自学习加权的最小二乘法采用对历史数据与实时数据加权的方法。并采用 一个滑动数据窗体进行各RFID电子标签处行车实际坐标值历史数据的保存,设该窗体的 长度为M。具体步骤如下第一由RFID电子标签坐标值找到对应的滑动数据窗体,取出行车实际坐标 值的历史数据计算相对RFID电子标签坐标值x'的平均方差斤,
权利要求
1.一种基于射频识别自校准的行车定位方法,其特征是该方法采用安装于行车行驶电 机主轴处的旋转编码器获取行车位移信息,安装于行车车身上的射频识别读写器采集布设 于行车轨道的射频识别电子标签,利用射频识别电子标签坐标值对旋转编码器行车位移测 量值进行校准,具体包括以下步骤第一步按一定时间间隔获取相对库区零点的旋转编码器测量坐标值x ;第二步检查此时是否读取到射频识别电子标签,若未读取到则将此时旋转编码器测 量坐标值x作为行车实际坐标值L进入第五步;若读取到射频识别电子标签则转向下一止少;第三步由读取到的射频识别电子标签标识信息ID号查询标签坐标对应表,得到射频 识别电子标签坐标值x';判断旋转编码器测量坐标值x与射频识别电子标签坐标值x'是 否在合理偏差范围,若超出范围则将旋转编码器测量坐标值x舍去,射频识别电子标签坐 标值x'作为行车实际坐标值L设定加权分配系数a = a';若在偏差范围内则设定加权 分配系数a = a 〃,进入下一步处理;第四步采用具有自学习加权功能的最小二乘法对旋转编码器测量坐标值x进行校 准,计算出读取射频识别电子标签时行车的精确位置,即得到行车实际坐标值义;第五步查询垛位中心点坐标数据表格,获得垛位中心点坐标值z,结合行车实际坐标 值;H十算当前行车位置距垛位中心点的偏差值d。
2.根据权利要求1所述的基于射频识别自校准的行车定位方法,其特征是所述的库区 零点为大车轨道布设射频识别电子标签的起始位置,即大车轨道上第一个RFID电子标签 的位置为零点。
3.根据权利要求1所述的基于射频识别自校准的行车定位方法,其特征是所述的射频 识别电子标签间隔均勻布设于行车轨道。
4.根据权利要求1所述的基于射频识别自校准的行车定位方法,其特征是所述的射频 识别电子标签坐标值x'由射频识别电子标签实际布设位置确定,保存于标签坐标对应表 格中;垛位中心点坐标值z由垛位尺寸结合射频识别电子标签布设位置计算确定,保存于 垛位中心点坐标数据表格中。
5.根据权利要求1所述的基于射频识别自校准的行车定位方法,其特征是所述的自学 习加权功能的最小二乘法采用对历史数据与实时数据加权的方法,并采用一个滑动数据窗 体进行各射频识别电子标签处行车实际坐标值历史数据的保存,设该窗体的长度为M ;具 体步骤如下第一由射频识别电子标签坐标值x'找到对应的滑动数据窗体,取出行车实际坐标 值的历史数据计算相对射频识别电子标签坐标值x'的平均方差汗, 其中足为滑动窗体内历史数据,M是滑动数据窗体长度,i是滑动数据窗体内数据标号,第二 由旋转编码器测量坐标值x得到相对射频识别电子标签坐标值x'的实时方差 o ‘, 第三获取由旋转编码器测量坐标值X与射频识别电子标签坐标值X'是否在合理偏差范围而确定的加权分配系数a,由该加权分配系数a协调历史数据与实时数据在方差 估计中的权重。得方差估计值5, cr = aa'+ (I - a)a其中沙是行车实际坐标值i与射频识别电子标签坐标值x'的方差值估计值, 第四由行车运动方向得到行车实际坐标值i: 若行车正向通过射频识别电子标签-.X = X’一G ; 若行车反向通过射频识别电子标签汐= +由此计算出读取射频识别电子标签时的精确位置,得到行车实际坐标值、 第五将得到的行车实际坐标值射呆存于滑动数据窗体中。
6.根据权利要求5所述的基于射频识别自校准的行车定位方法,其特征是所述的自学 习加权功能的最小二乘法中,滑动数据窗体保存读取射频识别电子标签位置处行车实际坐 标值;£的历史数据,该窗体的初始值为射频识别电子标签坐标值x',每一个射频识别电子 标签对应一个滑动数据窗体。
7.根据权利要求5所述的基于射频识别自校准的行车定位方法,其特征是所述的自学 习加权功能的最小二乘法中,行车运动反向由射频识别电子标签的标号顺序定义,库区内 第一个标签指向最后一个标签的方向为正向,反之为反向。
8.根据权利要求1所述的基于射频识别自校准的行车定位方法,其特征是所述的当前 行车位置距垛位中心点的偏差值d采用以下方法确定由垛位中心点坐标数据表格取出垛 位中心点坐标z,取行车实际坐标值^与该垛位中心点的坐标数据的差值的绝对值,得当前 位置距垛位中心点的偏差值,并由当前行车的运动方向确定此时背离或驶向垛位中心点。
9.根据权利要求8提出的基于射频识别自校准的行车定位方法,其特征是所述的垛位 中心点为当前读到的射频识别电子标签对应垛位的中心点,为行车读取射频识别电子标签 后将要到达的垛位。
全文摘要
基于射频识别自校准的行车定位方法,通过安装于行车行驶电机主轴处的旋转编码器获取行车位移信息,安装于行车轨道的RFID电子标签校准旋转编码器所测位移信息。根据旋转编码器测量坐标值与RFID电子标签坐标值的偏差范围进行加权分配系数的选择,并采用自学习加权的最小二乘法对旋转编码器与RFID电子标签的动态偏差进行校准,降低受行车机械因素影响产生的旋转编码器测量误差。将行车当前位置距垛位中心点的偏差信息上传至行车终端控制系统可为行车驾驶员吊运时提供参考。本发明采用旋转编码器测量位移并用RFID校准的复合定位技术,可以有效减少行车位置跟踪中机械打滑等问题产生的误差,提高了行车定位精度,有益于行车吊运生产的管理。
文档编号G01D18/00GK102004893SQ201010271158
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者方仕雄, 李奇, 童国道, 胡金杭, 钱艳平 申请人:东南大学
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