一种贯穿式轨道工位定位系统、方法、存储介质及设备与流程

1.本技术涉及自动化控制技术领域，具体而言，涉及一种贯穿式轨道工位定位系统、方法、存储介质及设备。


背景技术：

2.轨道机车包括焦炉车、列车等，属于重型机械设备，按照生产工序的要求，需要处于一种“运行-对正停车-运行”的往复行走状态。为了实现自动化控制，需要能够实时准确获得机车当前所处的位置，以及使机车能自动停车于指定的位置。
3.目前，轨道机车在工位点的高精度定位多采用激光测距传感器来完成，然而，现场大量的工位点为贯穿式轨道，机车在工位点定位停车作业完成后需要继续往前离开，这就要求轨道上不能设置激光反射板，以避免影响机车的正常作业。因此，市场上亟需一种实现轨道机车在贯穿式轨道工位的高精度定位的方案。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种贯穿式轨道工位定位系统、方法、存储介质及设备，旨在解决相关技术中存在的无法实现轨道机车在贯穿式轨道工位的高精度定位的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供的一种贯穿式轨道工位定位系统，包括：机车，所述机车上设置有激光测距传感器；安装于轨道侧的道闸，所述道闸设置有可升降的激光反射板；所述激光反射板降下时位于轨道上方，且反射面与所述激光测距传感器的发射光束垂直；控制设备，所述控制设备分别与所述机车和所述道闸相连，用于控制所述激光反射板的升降，以及根据所述激光测距传感器的测距结果，对所述机车进行定位和控制。
6.在上述实现过程中，提供一种贯穿式轨道工位定位系统，该定位系统以激光测距传感器为基础，在轨道侧安装道闸，该道闸设置有可升降的激光反射板，在机车作业完成时，控制设备可以控制激光反射板升起，保障机车正常通过；由于激光反射板降下时位于轨道上方，激光束与激光反射板反射面垂直，因此，控制设备能够控制激光反射板降下，再根据激光测距传感器的测距结果，对机车进行定位以及控制。如此，实现了贯穿式轨道工位高精度定位。
7.进一步地，在一些实施例中，所述道闸设置有激光测距传感器；所述机车上还设置有激光反射板，所述激光反射板的反射面与所述道闸上的激光测距传感器的发射光束垂直。
8.在上述实现过程中，在机车和道闸上同时安装激光测距传感器和激光反射板，实现测量值的冗余校验，从而保证测量精度。
9.第二方面，本技术实施例提供的一种贯穿式轨道工位定位方法，应用于如第一方面所述的贯穿式轨道工位定位系统的控制设备，所述方法包括：在检测到所述机车进入目标定位区域时，控制所述激光反射板降下，并获取所述激光测距传感器的测距结果；基于所
述测距结果，确定所述机车的位置信息；根据所述位置信息，对所述机车进行控制，以使所述机车完成对位。
10.进一步地，在一些实施例中，所述道闸设置有激光测距传感器；所述机车上还设置有激光反射板，所述激光反射板的反射面与所述道闸上的激光测距传感器的发射光束垂直；所述机车上设置的激光测距传感器的测距结果为第一测距结果；所述方法还包括：将所述道闸上设置的激光测距传感器的测距结果确定为第二测距结果；利用所述第一测距结果和所述第二测距结果，计算误差值；若所述误差值在预设误差范围内，确定测距成功。
11.进一步地，在一些实施例中，所述利用所述第一测距结果和所述第二测距结果，计算误差值，包括：将所述第一测距结果与所述第二测距结果之间的差值与所述第一测距结果的比值，确定为误差值；或者，将所述第一测距结果与所述第二测距结果之间的差值与所述第二测距结果的比值，确定为误差值。
12.进一步地，在一些实施例中，还包括：若所述误差值不在预设误差范围内，输出测距失败的告警信息。
13.进一步地，在一些实施例中，还包括：在所述机车作业完成时，控制所述激光反射板升起，并控制所述机车驶离当前工位点。
14.第三方面，本技术实施例提供的一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面任一项所述的方法的步骤。
15.第四方面，本技术实施例提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如第二方面任一项所述的方法。
16.第五方面，本技术实施例提供的一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如第二方面任一项所述的方法。
17.本技术公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本技术公开的上述技术即可得知。
18.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
20.图1为本技术实施例提供的一种贯穿式轨道工位定位系统的示意图；
21.图2为本技术实施例提供的一种贯穿式轨道工位定位方法的流程图；
22.图3为本技术实施例提供的一种贯穿式轨道工位高精度定位系统的示意图；图中：31-机车，32-机车上激光测距传感器，33-机车上激光反射板，34-道闸，35-道闸上激光测距传感器，36-道闸上激光反射板，37-轨道；
23.图4为本技术实施例提供的一种贯穿式轨道工位高精度定位系统的工作流程的示
意图；
24.图5为本技术实施例提供的贯穿式轨道工位定位装置所在计算机设备的一种硬件结构图；
25.图6为本技术实施例提供的一种贯穿式轨道工位定位装置的框图。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.如背景技术中记载，相关技术中存在着存在的无法实现轨道机车在贯穿式轨道工位的高精度定位的问题。基于此，本技术实施例提供一种贯穿式轨道工位定位系统，用以解决上述问题。
29.接下来对本技术实施例进行介绍：
30.如图1所示，图1是本技术实施例提供的一种贯穿式轨道工位定位系统的示意图，所述贯穿式轨道工位定位系统包括：机车11，所述机车11上设置有激光测距传感器12；安装于轨道13侧的道闸14，所述道闸14设置有可升降的激光反射板15；所述激光反射板15降下时位于轨道13上方，且反射面与所述激光测距传感器的发射光束垂直；控制设备16，所述控制设备16分别与所述机车11和所述道闸14相连，用于控制所述激光反射板15的升降，以及根据所述激光测距传感器12的测距结果，对所述机车11进行定位和控制。
31.上述贯穿式轨道工位定位系统中，该机车可以是焦炉机车，焦炉机车是焦化生产过程中重要的大型机械设备，主要承担焦炉的装煤、推焦、熄焦等周期性工作。目前的焦炉机车主要有四种，分别是推焦车、装煤车、拦焦车以及熄焦车，其中，推焦车主要用于摘取焦炉机侧炭化室炉门，推出炭化室内焦炭；装煤车主要用于揭开已推完焦炭的炭化室的炉盖，并向炭化室装煤；拦焦车主要用于摘取焦炉焦侧炭化室炉门，向熄焦车导出焦炭；熄焦车用于接收焦炭，并将焦炭送往熄焦装置。当然，该机车也可以是其他类型的轨道机车，本实施例对此不作限制。
32.本实施例中，该机车上设置有激光测距传感器。激光测距传感器也称激光测距仪，在工作时向目标射出一束或一序列短暂的脉冲激光束，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。由于反射光束受物体表面材质影响很大，激光测距传感器设计成型后，光发射功率固定，限定了其最大测量范围，因此，当测量较远的被测物时，需要通过增加激光反射板增强反射信号，实现远距离稳定测距。激光反射板是激光测距传感器的重要配件，通过反射面板对激光的反射，增加返回激光能量，从而达到增大激光测距传感器量程的效果。然而，由于贯穿式轨道上，机车在工位点定位停车作业完成后需要继续往前离开，因此，为了不影响机车的行驶同时又能完成激光束的反射，本实施例的定位系统增设了道闸并进行了改进。一般来说，道闸是安装于停车场通道出入口，用于限制机动车行驶的机械装置，在本实施例中，安装于轨道侧的道闸上设置有可升降的激光反射板，且该激光反射板降下时位于轨道上方，这样，当需要高精度定位时，道闸降下激光反射板，机车上激光测距传感器的激光束与激光反射板反射面垂
直，因而实现了贯穿式轨道机车的高精度定位，而当机车作业完成时，道闸抬起激光反射板，从而保障机车正常通过。
33.上述定位系统中，控制设备可以是通过电缆或诸如蓝牙技术的无线网络技术，对机车和道闸进行管控的设备。该控制设备可以通过向道闸发送控制指令，以控制激光反射板的升降，同时获取激光测距传感器的测距结果，并以此对机车进行定位和控制。在实际应用中，该道闸可以安装于目标工位点处，当机车进入需要高精度定位的区域时，控制设备可以控制道闸降下激光反射板，激光测距系统正常工作，控制设备可以根据激光测距传感器的测距结果，确定激光测距传感器与道闸之间的水平距离。由于目标工位点的坐标信息、线路信息等对于控制设备来说是已确定的，因此，基于该水平距离，控制设备可以精确地确定机车的位置信息，进而能够基于该位置信息对机车进行控制，例如，当确定机车距离目标工位点较近时，则可以控制机车减速，以完成精确对位。
34.需要说明的是，机车的位置信息可以是机车头与道闸之间的水平距离，该位置信息可以结合测距结果以及激光测距传感器的安装位置信息来进行确定的，例如，当激光测距传感器安装于机车头时，机车头与道闸之间的水平距离就是根据激光测距传感器的测距结果确定的水平距离，或者，当激光测距传感器安装于机车的二分之一车身处时，机车头与道闸之间的水平距离是利用根据激光测距传感器的测距结果计算出的水平距离减去机车车长的二分之一而得到的差值。本实施例对此不作限制。
35.在一些实施例中，该道闸还设置有激光测距传感器，同时该机车上还可以设置有激光反射板，该激光反射板的反射面与道闸上的激光测距传感器的发射光束垂直。也就是说，在机车和道闸上同时安装激光测距传感器和激光反射板，由这两套激光测距结构实现测量值的冗余校验，从而保证测量精度。需要说明的是，激光反射板在机车上的安装位置可以是机车头，也可以根据实际场景的需求设置于其他位置。
36.需要说明的是，上述贯穿式轨道工位定位系统主要是针对贯穿式轨道来设置的，而除此之外，这一定位系统同样适用于其他类型的轨道。
37.本技术实施例，提供一种贯穿式轨道工位定位系统，该定位系统以激光测距传感器为基础，在轨道侧安装道闸，该道闸设置有可升降的激光反射板，在机车作业完成时，控制设备可以控制激光反射板升起，保障机车正常通过；由于激光反射板降下时位于轨道上方，激光束与激光反射板反射面垂直，因此，控制设备能够控制激光反射板降下，再根据激光测距传感器的测距结果，对机车进行定位以及控制。如此，实现了贯穿式轨道工位高精度定位。
38.如图2所示，图2是本技术实施例提供的一种贯穿式轨道工位定位方法的流程图，该方法应用于前面实施例所述的贯穿式轨道工位定位系统的控制设备，该方法包括：
39.在步骤201、在检测到所述机车进入目标定位区域时，控制所述激光反射板降下，并获取所述激光测距传感器的测距结果；
40.本步骤中提到的目标定位区域可以是指需要高精度定位的区域，机车是否进入目标定位区域，可以通过现有的机车定位组件，如gps模块、陀螺仪、加速度计等来进行检测。当机车进入目标定位区域时，控制设备控制道闸降下激光反射板，此时激光测距传感器可以检测到通过激光反射板反射的激光，激光测距系统正常工作，此时控制设备可以获取到激光测距传感器的测距结果，该测距结果表征的是激光束从激光测距传感器到激光反射板
发射面的距离。
41.在步骤202、基于所述测距结果，确定所述机车的位置信息；
42.控制设备利用测距结果，可以确定机车头与道闸间的水平距离，当道闸位于目标工位点处时，该水平距离即为机车头与目标工位点之间的水平距离。一般来说，该激光测距传感器可以安装于机车头，因此，该测距结果即为机车头与道闸间的水平距离，而在其他实施例中，当该激光测距传感器安装于机车上的其他位置时，该水平距离可以基于该测距结果以及安装位置信息来确定，例如，当激光测距传感器安装于机车的二分之一车身处时，则机车头与道闸间的水平距离是该测距结果减去机车车长的二分之一而得到的差值。
43.在步骤203、根据所述位置信息，对所述机车进行控制，以使所述机车完成对位。
44.控制设备在完成对机车的定位后，可以根据定位信息对机车进行控制，例如，当确定机车距离目标工位点较近时，则可以控制机车减速，当确定机车抵达目标工位点时，则可以控制机车停车并执行相应的作业流程。如此，可以完成精确对位。
45.进一步地，考虑到基于单个激光测距传感器进行定位时可能存在反射激光束受到干扰，从而导致测量不准确、测量数据受干扰跳动的问题，在一些实施例中，所述道闸设置有激光测距传感器；所述机车上还设置有激光反射板，所述激光反射板的反射面与所述道闸上的激光测距传感器的发射光束垂直；所述机车上设置的激光测距传感器的测距结果为第一测距结果；所述方法还包括：将所述道闸上设置的激光测距传感器的测距结果确定为第二测距结果；利用所述第一测距结果和所述第二测距结果，计算误差值；若所述误差值在预设误差范围内，确定测距成功。也就是说，控制设备可以通过机车上的激光测距传感器和道闸上的激光测距传感器同时进行定位测量，所得测量结果进行冗余校验，若计算得到的误差值在预设误差范围内，确定测距成功，即高精度定位完成。如此，有效保证测量精度。其中，该预设误差范围可以根据具体场景的需求来进行设置，本技术对此不作限制。
46.可选地，前面提到的利用所述第一测距结果和所述第二测距结果计算误差值可以包括：将所述第一测距结果与所述第二测距结果之间的差值与所述第一测距结果的比值，确定为误差值；或者，将所述第一测距结果与所述第二测距结果之间的差值与所述第二测距结果的比值，确定为误差值。也就是说，基于第一测距结果或第二测距结果作为约定真值，以此计算相对误差来反映衡量测量的可信程度。例如，当第一测距结果为15米，第二测距结果为12米，则以第一测距结果为约定真值时，误差值是20％，以第二测距结果为约定真值时，误差值是25％。需要说明的是，选择哪一个测距结果为约定真值可以是随机选择的，也可以是根据两个激光测距传感器的性能来确定的。
47.进一步地，在一些实施例中，上述方法还可以包括：若所述误差值不在预设误差范围内，输出测距失败的告警信息。也就是说，当基于两个测量结果得到的误差值不在预设误差范围内时，控制设备确定测距失败，此时输出测距失败的告警信息，以提醒管理人员及时进行人工干预，以完成后续机车的精确对位控制，从而保障生产作业的安全性，同时也可以提醒管理人员及时对轨道定位系统进行问题排查，从而保障自动化控制的正常运行。
48.更进一步地，在一些实施例中，上述方法还可以包括：在所述机车作业完成时，控制所述激光反射板升起，并控制所述机车驶离当前工位点。也就是说，控制设备检测到机车作业完成时，可以控制道闸抬起激光反射板，机车随之驶离工位点，从而保障自动化作业的持续正常进行。
49.为了对本技术的方案做更为详细的说明，接下来介绍一具体实施例：
50.如图3所示，图3是本技术实施例提供的一种贯穿式轨道工位高精度定位系统的示意图，图中各标号对应的结构为：31-机车，32-机车上激光测距传感器，33-机车上激光反射板，34-道闸，35-道闸上激光测距传感器，36-道闸上激光反射板，37-轨道。其中，机车上激光测距传感器32发射光束与道闸上激光反射板36反射面垂直，道闸上激光测距传感器35发射光束与机车上激光反射板33反射面垂直。该定位系统还包括安装于工作站的控制设备(图中未示出)，该控制设备与两个激光测距传感器以及机车31、道闸34均可通过电缆或诸如蓝牙技术的无线网络技术进行通讯。
51.本实施例的定位系统的工作流程如图4所示，包括：
52.s401、机车进入需要高精度定位的区域；
53.s402、控制道闸降下激光反射板，激光测距传感器检测到通过锯齿状激光反射板反射的激光，表示进入工位点区域，激光测距系统正常工作；
54.s403、机车上激光测距传感器和道闸上激光测距传感器分别测距；
55.s404、以其中一个测距结果为真实值，判断相对误差是否在误差范围内，是则执行s405，否则执行s407；
56.s405、确定测距成功，机车作业完成后，控制道闸抬起激光反射板；
57.s406、控制机车驶离当前工位点；
58.s407、确定测距失败，输出测距失败的告警信息。
59.本实施例方案通过增加机械道闸的方式把激光测距传感器和激光反射板同时置于机车和活动的道闸上，既解决了贯穿式轨道工位点机车定位作业不能采用激光测距传感器的问题，同时还实现两个激光测距传感器的冗余效验，保证测量精度，杜绝单个激光测距传感器测量不准确的问题，实现了贯穿式轨道工位高精度定位。
60.与前述方法的实施例相对应，本技术还提供贯穿式轨道工位定位装置及其应用的终端的实施例：
61.本技术贯穿式轨道工位定位装置的实施例可以应用在计算机设备上，例如服务器或终端设备。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图5所示，为本技术实施例文件处理装置所在计算机设备的一种硬件结构图，除了图5所示的处理器510、内存530、网络接口520、以及非易失性存储器540之外，实施例中装置531所在的服务器或电子设备，通常根据该计算机设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。
62.相应地，本技术实施例还提供一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的方法。
63.相应地，本技术实施例还提供一种计算机设备，所述电子设备包括有处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为：执行所述指令时完成上述任一实施例中的方法。
64.本技术实施例可采用在一个或多个其中包含有程序代码的存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。计算机可用存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息
存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于：相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
65.如图6所示，图6是本技术实施例提供的一种贯穿式轨道工位定位装置的框图，所述装置应用于前述系统实施例的控制设备，所述装置包括：
66.获取模块61，用于在检测到所述机车进入目标定位区域时，控制所述激光反射板降下，并获取所述激光测距传感器的测距结果；
67.确定模块62，用于基于所述测距结果，确定所述机车的位置信息；
68.对位模块63，用于根据所述位置信息，对所述机车进行控制，以使所述机车完成对位。
69.上述装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
70.对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本技术方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
71.上述对本技术特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
72.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
73.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。
74.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。