本发明涉及立体车库技术领域，尤其涉及一种立体车库的移动定位系统及方法。
背景技术：
随着人们生活水平的日益提高，汽车成为了人们重要的交通工具，从而使人们的生活变得方便、快捷。但是，随着车辆越来越多，对于人流量较多的公共区域，停车成了最大的问题，为了解决这一问题，产生了立体停车库。
目前，立体车库的堆垛机(搬运器)的移动主要通过电机驱动链条或者钢丝绳拖动堆垛机，以完成水平方向横向移动以及竖直方向垂直升降。而堆垛机的移动速度和移动启停，则需要通过改变电机的速度和启停进行控制。
传统的控制方法有两种，一种为采用编码器检测堆垛机的相对位移，从而通过该相对位移控制电极的速度和启停，但是编码器的成本较高，且由于使用工况、安装精度和维护保养的情况会影响编码器的可靠性和稳定性；另一种为在每个停车位安装检测开关或者接近开关，并对其进行车位绝对值编码，根据输入的编码指令，控制电机的启停定位，但是如果要在每个车位均安装检测开关或者接近开关，会导致传感器成本较高，且线路复杂、故障点增加。
另外，安全保护措施(包括错位、限位、松链、断链保护和传感器故障报警等)是立体车库另一个重要的指标，但是，现有的安全保护措施要么成本太高、安装维护难度大，要么安全保护措施不完善，性能欠佳，均无法满足安全保护需求。
因此，针对现有技术中的立体车库的堆垛机定位控制可靠性不高以及成本较高的问题，需要提供一种低成本、可靠性高的立体车库的移动定位系统及方法。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供一种立体车库的移动定位系统及方法，利用车位感应装置对车位进行空间编码，从而对堆垛机的目标位置进行定位，能够提高堆垛机定位控制的可靠性，并且降低控制成本。
为实现上述目的，本发明的一种立体车库的移动定位系统，包括堆垛机、传动系统和定位系统，堆垛机可在立体车库的多个车位之间移动，定位系统控制传动系统带动堆垛机移动，定位系统被配置为根据多个车位建立立体车库的位置坐标系，并根据堆垛机当前的初始位置和待移动的目标位置在位置坐标系中的坐标位置，控制传动系统带动堆垛机移动。
进一步地，定位系统包括：
多个位置感应装置，多个位置感应装置分别与多个车位对应设置，以建立位置坐标系；
位置检测装置，位置检测装置设置于堆垛机上；以及，
控制系统，控制系统与位置检测装置通信连接；其中，
控制系统被配置为获取目标位置后，根据位置检测装置和位置感应装置获取初始位置，并根据初始位置和目标位置的坐标位置控制传动系统带动堆垛机移动。
进一步地，定位系统还包括设置于传动系统上的位移检测装置，位移检测装置用于检测堆垛机的实时位移，控制系统根据初始位置和目标位置的坐标位置以及实时位移，控制传动系统带动堆垛机移动。
进一步地，立体车库包括多层，每层分别设置多个车位；移动机构包括竖直传动装置和水平传动装置，竖直传动装置和水平传动装置分别带动堆垛机沿竖直方向和水平方向在多个车位之间移动。
进一步地，还包括限位系统，限位系统包括设置在立体车库边缘的多个与定位系统通信连接的限位开关，定位系统还被配置为根据采集到的限位开关发出的信号信息控制传动系统是否工作。
本发明的一种立体车库的移动定位方法，包括：
根据多个车位建立立体车库的位置坐标系；
获取移动堆垛机当前的初始位置和待移动的目标位置；
根据初始位置和目标位置在位置坐标系中的位置坐标，控制堆垛机移动。
进一步地，还包括：
获取堆垛机相对于初始位置的实时位移；
根据初始位置和目标位置的坐标位置以及实时位移，控制传动系统带动堆垛机移动。
进一步地，还包括：根据堆垛机的载重模式控制堆垛机的移动速度。
进一步地，还包括：根堆垛机相对于初始位置的实时位移控制堆垛机的移动速度。
进一步地，多个车位包括多层，位置坐标系包括代表层数的竖直坐标和代表各层车位的水平坐标。
本发明的立体车库的移动定位系统及方法，其定位系统能够根据车位的位置，建立立体车库的位置坐标系，并且能够根据初始位置和目标位置在位置坐标系中的位置坐标，控制堆垛机的移动路径以及启动和停止堆垛机的移动，使堆垛机能够准确的移动到目标位置，防止出现堆垛机错位、定位不准的问题，导致出现车库安全事故。并且本发明的立体车库的移动定位系统及方法，通过定位系统的智能控制算法，能够提高车库的运行效率，缩短存取车的等待时间。
附图说明
图1为本发明实施例的立体车库的结构示意图；
图2为本发明实施例的定位系统的模块示意图；
图3为本发明实施例的移动定位方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的一种立体车库的移动定位系统6，应用于立体车库，如图1所示，立体车库包括多层，每层包括多个车位1。移动定位系统6包括堆垛机、传动系统5和定位系统6。堆垛机设置于传动系统5上，传动系统5可带动堆垛机在立体车库的多个车位1之间移动，以使堆垛机到达不同的车位1，用以向车位1停车和从车位1取车。定位系统6能够根据立体车库的多个车位1的位置，以多个车位1为基础建立立体车库的位置坐标系，因此，每个车位1在位置坐标系中都有与其一一对应的位置。定位系统6根据堆垛机当前的初始位置和待移动的目标位置在位置坐标系中的坐标位置，即可以控制传动系统5带动堆垛机移动，确定堆垛机的移动路线以及启动和停止移动的时间。
如图2所示，定位系统6包括多个位置感应装置、位置检测装置8、位移检测装置9和控制系统7。其中，多个位置感应装置分别与多个车位1对应设置，以建立位置坐标系，位置检测机构用于识别位置感应装置，以确定堆垛机的位置，位移检测装置9能够检测堆垛机的移动距离，控制系统7能够分别控制位置检测装置8、位移检测装置9和传动系统5工作。
由于车位1分为多层，因此，为了实现堆垛机能够在多层的不同车位1之间移动，移动机构可以包括竖直传动装置3和水平传动装置4，竖直传动装置3和水平传动装置4分别带动堆垛机沿竖直方向和水平方向在多个车位1之间移动。在本发明如图1所示的实施例中，竖直传动装置3设置于立体车库的中部，以使竖直传动装置3(各层的出入口)的两侧均设有车位1。需要说明的是，除图1所示的实施例外，竖直传动装置3还可以设置于立体车库的左侧边缘或者右侧边缘，具体地根据现场的车位1布置情况设置。
此时，多个位置感应装置可以分别设置于每层的每个停车位1的区域内，并保证每两个相邻的车位1之间的距离相同，每两个相邻的位置感应装置之间的距离也相同。为了能够使竖直传动装置3也位于位置坐标系内，方便移动距离和移动路径的计算，可以在竖直传动装置3的每层出入口位置也设置一个位置感应装置。
位置检测装置8可以设置于堆垛机上，并且包括水平位置检测装置8、竖直位置检测装置8和初始位置检测装置8。当竖直传动装置3带动堆垛机移动时，竖直位置检测装置8可以检测竖直传动装置3对应的位置感应装置，以确定堆垛机在位置坐标系的竖直位置坐标；当水平传动装置4带动堆垛机移动时，水平位置检测装置8可以检测该层的车位1对应的位置感应装置，以确定堆垛机在位置坐标系的水平位置坐标，从而确定堆垛机的位置坐标。初始位置检测装置8在控制系统7即将控制堆垛机移动时，可以获取堆垛机当前所处位置的位置坐标。水平位置检测装置8、竖直位置检测装置8和初始位置检测装置8可以为接近开关、光电开关或者行程开关。
在本发明实施例中，如图1所示，可以设立体车库的坐标为(X，Y)，设堆垛机在处于立体车库的出入口2(位于立体车库最下方的第一层出入口)时，其位置的位置坐标为(0,0)，其中，初始位置为立体车库竖直传动装置3位于第一层时的位置。当堆垛机随着水平传动装置4沿某层车位1水平移动时，其向左移动时，移动范围为A；其向右移动时，移动范围为-A，A为用整数表示该层出入口左右两侧的实际车位1的数量。当堆垛机随着竖直传动装置3在各层车位1之间做升降运动时，其向上移动时，移动范围为N，N为用整数表示立体车库的实际层数。具体地，可以在竖直传动装置3对应的各层出入口位置以及各个车位1放置一个车位1感应装置，以用于标记车库坐标。当堆垛机沿竖直方向做升降移动时，竖直位置检测装置8可以根据位置感应装置确定堆垛机所处位置的竖直坐标Y，即堆垛机所处与立体车库中的层数。当堆垛机沿水平方向做横向移动时，水平位置检测装置8可以根据位置感应装置确定堆垛机所处的水平坐标X，即堆垛机处于第A或-A个车位1。在实际应用中，由于堆垛机在完成一次移动后，可能未回到立体车库的出入口2位置，而当下一次再进行堆垛机移动时，其初始位置即是堆垛机当前对应的车位1位置。因此，初始位置检测装置8可以检测到当前堆垛机所处的位置坐标，并将其作为本次移动的初始位置的位置坐标。
因此，控制系统7可以与位置检测装置8连接，并且可以与上位机通信连接。当控制系统7获取上位机发送的堆垛机待移动的目标位置后，可以根据位置检测装置8和位置感应装置获取堆垛机当前所处车位1的初始位置，并根据初始位置和目标位置的坐标位置规划处堆垛机的移动路线，以控制传动系统5带动堆垛机移动。
为了提高堆垛机移动定位的准确性，在本发明实施例中，定位系统6还可以包括设置于传动系统5上的位移检测装置9，位移检测装置9能够用于检测堆垛机的实时位移。具体地，由于传动系统5包括水平传动装置4和竖直传动装置3，因此位移检测装置9可以包括水平位移检测装置9和竖直位移检测装置9。其中，水平位移检测装置9设置于水平传动装置4上，竖直位移检测装置9设置于竖直传动装置3上。水平位移检测装置9和竖直位移检测装置9可以分别包括一个位移检测码盘，和分别与位移检测码盘对应设置并且配合计算位移的1个或者2个码盘计数传感器。码盘计数传感器可以为接近开关、光电开关或者行程开关。控制系统7可以实时读取码盘计数传感器的计数器信号，并结合实际传动比，计算出堆垛机在水平方向和竖直方向的移动距离，水平方向的移动距离可以记为x，竖直方向的移动距离可以记为y。当堆垛机随着竖直传动装置3在各层车位1之间做升降运动时，其向上移动时，位移范围为c，c为用实数表示堆垛机的实际高度。当堆垛机随着水平传动装置4沿某层车位1水平移动时，其向左移动时，位移范围为a；其向右移动时，位移范围为-a，a为用实数表示堆垛机由该层出入口向左右两侧移动的实际位移值。
此时，控制系统7可以根据初始位置和目标位置的坐标位置以及实时位移，控制传动系统5带动堆垛机移动。具体地，控制系统7根据堆垛机所处的立体车库的位置对应的坐标位置(X,Y)和堆垛机相对于初始位置的实际移动值(x,y)进行双重校验。当根据实际位移值计算的堆垛机的坐标位置与位置检测装置8检测到的坐标位置一致时，堆垛机才会进行下一步动作，确保存取车的安全。
在本发明实施例中，还可以包括限位系统10，限位系统10包括设置在立体车库边缘的多个与定位系统6通信连接的限位开关，定位系统6还被配置为根据采集到的限位开关发出的信号信息控制传动系统5是否工作。具体地，限位系统10包括在立体车库的左、右极限位置和上、下极限位置安装的限位开关，当堆垛机出现异常情况运动，即当堆垛机运动到极限位置时，控制系统7会紧急停止堆垛机移动，并切断电源，保护立体车库的运行安全。
如图3所示，本发明的一种立体车库的移动定位方法，包括：
S1、根据多个车位1建立立体车库的位置坐标系。其中，立体车位1分为多层，每层包括多个车位1，因此，位置坐标系包括代表层数的竖直坐标和代表各层车位1的水平坐标。
S2、获取移动堆垛机当前的初始位置和待移动的目标位置。其中，目标位置可以是由车库的卡机(用户刷卡操作)或上位机系统(显示屏客户端操作、微信或者APP客户端软件操作等)发出的存、取车目标车位1的位置信息(X1，Y1)。初始位置可以由定位系统6自动读取堆垛机的当前位置(X0，Y0)，该当前位置可以为上次堆垛机移动后最终停止的位置，也可以为立体车库出入口的位置。
S3、根据初始位置和目标位置在位置坐标系中的位置坐标，控制堆垛机移动。当得到了初始位置的位置坐标和目标位置的位置坐标后，就可以自动计算出目标位置相对于初始位置的位移值(x1，y1)，从而获得堆垛机的移动路径。
为了提高定位的准确性，在本发明实施例中，移动定位的方法还可以包括获取堆垛机相对于初始位置的实时位移，此时，就可以根据初始位置和目标位置的坐标位置以及实时位移进行双重验证，从而控制传动系统5带动堆垛机移动。
具体地，当获得了堆垛机的实时位移(x,y)后，由于已知每个车位1的宽度为L，立体车库各层的高度为H，因此，可以判断X与x/L、Y与y/H是否相同，以确定堆垛机是否准确地移动到对应车位1，从而完成堆垛机的位置和位移的校验。当两者相同时，才允许堆垛机进入下一步动作，以此确保存取车的安全。
为了在确保安全的前提下提高堆垛机的移动效率，在本发明实施例中，移动定位方法还包括：根据堆垛机的载重模式和堆垛机相对于初始位置的实时位移控制堆垛机的移动速度。具体地，空载长距离运动可以采用高速模式，空载短距离和重载长距离运动可以采用中速模式，重载短距离可以采用低速模式。以堆垛机沿水平方向移动时为例，位置差SX＝X1-X0，当堆垛机上没有车辆处于空载运行状态下时，|SX|＞1选择高速模式，1≥|SX|＞0选择中速模式。当堆垛机上有车处于重载运行状态时，|SX|＞1选择中速模式，1≥|SX|＞0选择低速模式。除此之外，还可以根据堆垛机目标位置和初始位置的位置坐标控制传动装置的转动方向，以堆垛机沿水平方向移动时为例，
当SX＞0时，水平传动装置4的正转，当SX＜0时，水平传动装置4的电机反转。
综上所述，本发明实施例的立体车库的移动定位系统及方法，建立立体车库的位置坐标系，利用实时位移和实时位置进行配合进行堆垛机移动的双重验证定位，提高定位的准确性，大大降低存取车过程中由于传感器误差、线路故障或其他突发问题引起库位错位、堆垛机定位不准确等安全事故的概率。本发明实施例的移动定位系统及方法可适用于顶层移动式、升降横移式、巷道堆垛式、平面移动式等多类型立体车库。并且车位的数量不受限制，车位的位置坐标可以直接对应转换为车位的编码，方便计算处理和寻址定位。
以上，仅为本发明的示意性描述，本领域技术人员应该知道，在不偏离本发明的工作原理的基础上，可以对本发明作出多种改进，这均属于本发明的保护范围。