一种轨道小车的定位装置和定位方法与流程

本发明涉及轨道小车
技术领域：
，尤其涉及一种轨道小车的定位装置和定位方法。
背景技术：
：由于机动车发展过快，导致能源紧缺、能源价格昂贵，城市交通日益拥堵，城市环境恶化，轨道公交系统被国际公认是应对上述城市交通问题的有效手段。世界上交通拥堵状况严重的城市，无论是发达国家还是发展中国家都正在纷纷实施轨道公交系统。现有的轨道公交系统中主要应用的轨道交通，例如火车、地铁，主要用于解决长距离运输或者市内长距离运输，建造周期长、造价昂贵，主要用于干线交通。本发明设计的轨道小车是应用于区域范围内的个人快速轨道系统，在区域范围内个人快速交通，轨道悬在空中，轨道上悬吊若干小车，每辆小车可以搭载的乘客1～2名，轨道可以设置多条，无论是否涉及换轨，乘客都无需换乘，乘客选择目的站点，小车自动运行到目的站，是一种低碳快捷、对现有交通资源不造成占用的轨道交通。轨道小车为进行良好的定位，本发明的发明人已经提出一种定位方式，即在地面设置rf标签，车上设置rf读头，每个标签的安装位置是已知的，小车通过车载rf读头读到地面标签信息，表示小车已到过rf标签所在的位置。但是该方式存在一定的问题，即当小车快速通过地面rf标签时，车载rf读头难以检测出rf标签；或在较大的范围都可以检测到rf地标，影响定位精度。技术实现要素：有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种轨道小车的定位装置和定位方法,以解决现有技术中，当小车快速通过地面rf标签时，车载rf读头难以检测出rf标签、或在较大的范围都可以检测到rf地标，影响定位精度的问题。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：一种轨道小车的定位装置，包含：设置于轨道上的磁性标签，包含支架、若干小磁铁，所述支架上设置有两排磁铁放置槽，每排包含多个磁铁放置槽，每个磁铁放置槽内放置一个小磁铁；所述每排磁铁放置槽内的小磁铁按照预设的磁极排列规则排列；设置于小车行走机构上的磁性标签阅读器，所述磁性标签阅读器包含两路霍尔传感器；所述两路霍尔传感器分别与所述两排磁铁放置槽对应；当磁性标签阅读器上的霍尔传感器靠近磁铁放置槽内的小磁铁时识别小磁铁的磁极并输出高电平或低电平。进一步的，当磁性标签阅读器上的霍尔传感器靠近磁铁放置槽内小磁铁并识别磁极为n极时，输出高电平；当霍尔传感器靠近磁铁放置槽内小磁铁并识别磁极为s极时，输出低电平，当霍尔传感器未读取到磁铁磁极时，输出低电平。进一步的，所述两排磁铁放置槽长度相同并设置相同数量的磁铁放置槽。进一步的，所述两排磁铁放置槽的结尾端全部设置小磁铁的s极面向磁性标签阅读器。进一步的，所述两排磁铁放置槽的起始端全部设置小磁铁的n极面向磁性标签阅读器。进一步的，所述起始端为磁性标签阅读器阅读一个标签时最先阅读到的位置。进一步的，所述结尾端为磁性标签阅读器阅读一个标签时最后阅读到的位置。以及，还提供一种轨道小车的定位方法，包含以下步骤：设定霍尔传感器识别到小磁铁磁极为n极时，输出高电平；识别磁极为s极或未检测到磁极时，输出低电平；小车行走机构上设置的磁性标签阅读器按设定方向以一定的速度经过磁性标签，磁性标签阅读器的两路霍尔传感器识别两排磁铁放置槽上对应位置的的小磁铁的磁极，根据预设的磁极极性和电平的对应关系，输出电平组信号；如果输出电平组的信号为(0、0)，表示为未检测到磁性标签或磁性标签阅读结束；如果输出电平组的信号为(1、1)，表示为磁性标签开始或开始下一位数据；如果输出电平组的信号为(1、0)，表示为数字1；如果输出电平组的信号为(0、1)，表示为数字0；将两个(1、1)信号组之间的数字串确定为一个磁性标签位数据；查找所述磁性标签的位置并以所述磁性标签的位置更新为小车的当前位置。进一步的，预设每个磁性标签的位置信息于小车的控制系统中。本发明提供的轨道小车的定位方法和装置，轨道上的每个磁性标签id都是唯一的，且磁性标签的位置信息预设于小车的控制系统中，当经过一个磁性标签后，只有到达磁性标签位置才能读取磁性标签，读取的磁性标签之间不会混同，所以以磁性标签所在的位置定位小车所处的位置具有高度精确性，因而提高了小车的定位准确性。附图说明图1为本发明实施例提供的轨道小车系统结构示意图；图2为本发明悬吊轨道结构示意图；图3为本发明实施例一提供的定位装置立体示意图；图4为本发明实施例一提供的定位装置侧示图；图5为本发明各实施例的磁性标签结构爆炸示意图；图6为本发明各实施例的磁性标签结构组装示意图；图7为本发明各实施例的磁性标签所对应的一个数字串示意图。图中：100小车200轨道300行走机构10磁性标签11支架20磁性标签读取器21霍尔传感器22霍尔传感器a第一排磁铁放置槽b第二排磁铁放置槽a1小磁铁b1小磁铁a19小磁铁b19小磁铁具体实施方式为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图1所示的轨道小车系统，包含通过架设装置架设在空中的轨道200，图2提供了一种优选的轨道结构，轨道整体呈u形，轨道下方开口部分用于嵌入小车的悬吊机构。轨道200下悬吊有多个厢式小车100，每个小车通过行走装置300与轨道结合并在电机作用下独立行走于轨道200上，一般情况下，小车在轨道上匀速行走，各个小车之间保持安全距离。小车采用无人驾驶方式，小车上设置有与用户进行信息交互的交互界面，以及小车上设置用于控制小车行驶路线、行驶速度、定位的控制系统。小车车厢设置为载人2-5人的大小。基于以上的轨道小车系统，本发明提出以下实施方式。实施例一本发明第一实施例提出一种轨道小车的定位装置，如图3所示，包含：设置于轨道上的多个磁性标签10和设置于小车的行走机构上的磁性标签阅读器20。每两个磁性标签10之间间隔一定距离，磁性标签在轨道上的设置位置固定且每个标签在轨道上的位置信息作为预设信息设置于小车的控制系统中。进一步的，所述磁性标签10包含支架11和若干小磁铁，所述支架上设置有两排磁铁放置槽，如图5和图6所示，第一排磁铁放置槽a和第二排磁铁放置槽b。支架11上的每排磁铁放置槽包含多个磁铁放置槽，每个磁铁放置槽内放置一个小磁铁；如图5所示的小磁铁a1、小磁铁b1以及小磁铁a19和小磁体b19，小磁铁a1放置在第一排磁铁放置槽a的起始端，小磁铁a19放置在第一排磁铁放置槽a的结尾端，同样，小磁铁b1放置在第二排磁铁放置槽b的起始端，小磁铁b19放置在第二排磁铁放置槽b的结尾端。本实施例中的两排磁铁放置槽的长短相同，所包含的磁铁放置槽的数量相同。所述起始端为小车行走机构上的磁性标签阅读器阅读一个磁性标签时最先阅读到的位置，所述结尾端为小车行走机构上的磁性标签阅读器阅读一个磁性标签时最后阅读到的位置。小磁铁呈柱状，包含s极和n极，所述小磁铁按照一定的磁极排列规则放置于所述磁铁放置槽内；即按照一定的规则让设置于磁铁放置槽内的小磁铁s极向上或者n极向上，第一排磁铁放置槽a和第二排磁铁放置槽b形成磁铁组，即如图7所示，位于第一排磁铁放置槽a上的小磁铁a1和位于第二排磁铁放置槽b上的小磁铁b1为一组磁铁组，会被经过的磁性标签阅读器同时读取，同理小磁铁a19和小磁铁b19也是一组磁铁组。磁性标签阅读器20包含两路霍尔传感器，如图4所示的霍尔传感器21和霍尔传感器22；磁性标签阅读器20设置于行走装置300的下方，磁性标签阅读器20设置的位置与磁性标签10的位置对应，两路霍尔传感器分别与两排磁铁放置槽对应；当霍尔传感器靠近磁铁放置槽内的小磁铁时，阅读小磁铁的磁极并按照设定的电平和磁极的对应关系输出高电平或低电平。作为一种可选的电平和磁极的设定关系：当霍尔传感器靠近磁铁放置槽内小磁铁的磁极为n极时，输高电平；当霍尔传感器靠近磁铁放置槽内小磁铁的磁极为s极时，输出低电平，当霍尔传感器未读取到磁铁磁极时，输出低电平。轨道200上设置的每个磁性标签10上小磁铁的放置方式都不相同，每个磁性标签的小磁铁的设置方式形成该磁性标签的唯一识别符，每个磁性标签的位置具有唯一性。为了准确识别每个磁性标签，需要在磁性标签阅读器高速阅读轨道上的多个磁性标签后，会获取一串电平信号，需要对电平信号中所包含的磁性标签进行识别。因此，所述两排磁铁放置槽的结尾端全部设置小磁铁的s极面向磁性标签阅读器，例如图7所示，小磁铁a19和小磁铁b19全部是s极向上，磁性标签阅读器经过时读取到两个s极，按照预设的s极输出低电平的规则，此时输出的电平组的信号为(0、0)，记录未检测到磁性标签或磁性标签阅读结束。所述两排磁铁放置槽的起始端全部设置小磁铁的n极面向磁性标签阅读器，例如图7所示，小磁铁a1和小磁铁b1全部是n极向上，磁性标签阅读器经过时读取到两个n极，按照预设的n极输出高电平的规则，此时输出的电平组的信号为输出的(1、1)表示磁性标签开始或开始下一位数据；设置于磁性标起始端和结尾端之间的小磁铁的设置方式包含n、s组合、s、n组合以及n、n组合三种，如图7所示，每一组s、n或n、s组合后穿插一组n、n组合。即n、n组合与s、n或n、s组合交替设置。图7所示的磁性标签的小磁铁设置为：起始端为n，n向上，结尾端为s、s向上，中间为s、n向上或n、s向上，穿插n、n向上的组合。图7所示的磁性标签经磁性标签阅读器阅读后，从左到右，一个霍尔传感器从a1开始阅读第一排小磁铁后的电平信号线如101，另一个霍尔传感器从b1开始阅读第二排小磁铁后的电平信号线如102，所读取的信号组依次为：(1、1)，(1、0)，(1、1)，(1、0)，(1、1)，(0、1)，(1、1)，(0、1)，(1、1)，(0、1)，(1、1)，(1、0)，(1、1)，(0、1)，(1、1)，(1、0)，(1、1)，(1、0)，(1、1)，(1、1)，如果电平组的信号为(1、1)，记录为磁性标签开始或开始下一位数据；如果电平组的信号为(1、0)，记录为数字1；如果电平组的信号为(0、1)，记录为数字0；最终输出的数字串为：110001001b，也是磁性标签的唯一识别符。磁性标签的编码长度由系统中需要标签的数量决定，例如8位的标签，最多满足256个标签的id，10位的标签，最多满足1024个标签，可以根据需要增加或减少标签的编码长度。以上实现的轨道小车的定位装置，每个磁性标签都是唯一的，且磁性标签的位置信息预设于小车的控制系统中，当经过一个磁性标签后，只有到达磁性标签位置才能读取磁性标签，读取的磁性标签不会混同，所以以磁性标签所在的位置定位小车所处的位置具有高度精确性，因而提高的小车的定位准确性。实施例二本发明第二实施例提供一种轨道小车的定位方法，应用于实施例一的定位装置，包含以下步骤：s1，设定霍尔传感器识别到小磁铁磁极为n极时，输出高电平；识别磁极为s极或未检测到磁极时，输出低电平；s2，小车行走机构上的磁性标签阅读器以一定的速度经过一个磁性标签，磁性标签阅读器的两路霍尔传感器读取对应位置的两排磁铁放置槽上的小磁铁的磁极，根据预设的磁极极性和电平的对应关系，输出电平组信号；轨道上设置多个磁性标签，磁性标签之间间隔一定距离设置。s3，如果电平组的信号为(0、0)，记录为未检测到磁性标签或磁性标签阅读结束；如果电平组的信号为(1、1)，记录为磁性标签开始或开始下一位数据；如果电平组的信号为(1、0)，记录为数字1；如果电平组的信号为(0、1)，记录为数字0；其中，为准确识别一个磁性标签的开始和结束，在磁性标签的两排磁铁放置槽的结尾端全部设置小磁铁的s极面向磁性标签阅读器，例如图7所示，小磁铁a19和小磁铁b19全部是s极向上，磁性标签阅读器经过时读取到两个s极，按照预设的s极输出低电平的规则，此时输出的电平组的信号为(0、0)，表示未检测到磁性标签或磁性标签阅读结束。以及，所述两排磁铁放置槽的起始端全部设置小磁铁的n极面向磁性标签阅读器，例如图7所示，小磁铁a1和小磁铁b1全部是n极向上，磁性标签阅读器经过时读取到两个n极，按照预设的n极输出高电平的规则，此时输出的电平组的信号为输出的(1、1)表示磁性标签开始或开始下一位数据；设置于磁性标签起始端和结尾端之间的小磁铁的设置方式包含n、s组合、s、n组合以及n、n组合三种，如图7所示，每一组s、n或n、s组合后穿插一组n、n组合。即n、n组合与s、n或n、s组合交替设置。图7所示的磁性标签的小磁铁设置为：起始端为n，n向上，结尾端为s、s向上，中间为s、n向上或n、s向上，并穿插n、n向上的组合。进一步结合图7所示的磁性标签，该磁性标签经磁性标签阅读器阅读后，从左到右，一个霍尔传感器阅读第一排小磁铁后的电平信号线如101，另一个霍尔传感器阅读第二排小磁铁后的电平信号线如102，最终输出的数字串为：110001001b，也是磁性标签的唯一识别符。磁性标签的编码长度可根据需要增加或减少。s4，将两个(1、1)信号组之间的数字串确定为一个磁性标签位数据；s5，查找所述磁性标签的位置并以所述磁性标签的位置更新为小车的当前位置。其中，每个磁性标签的位置信息预设于小车的控制系统中。以上实现的轨道小车的定位方法，每个磁性标签都是唯一的，且磁性标签的位置信息预设于小车的控制系统中，当经过一个磁性标签后，只有到达磁性标签位置才能读取磁性标签，读取的磁性标签不会混同，所以以磁性标签所在的位置定位小车所处的位置具有高度精确性，因而提高的小车的定位准确性。以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。当前第1页12