专利名称：车辆位置确定系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆位置确定系统。
背景技术：
在当今国内外煤炭码头的翻车机系统中，定位车是不可或缺的设备。定位车的主 要作用是牵引整列(例如50至80节)火车使其最前部的车厢位于摘钩位置处，由工作人 员将例如位于最前部的两节车厢摘钩，定位车再将摘完钩的两节车厢牵引到交付位置，然 后返回整列火车所在的位置。这时，由推车机将两节火车继续牵引到翻车机里面进行翻车 卸料。而返回到整列火车所在位置处的定位车再次牵引整列火车，使剩下车厢的最前部的 车厢位于摘钩位置，由工作人员对两节车厢摘钩，定位车再将摘钩完的两节车厢迁移到交 付位置，周而复始，一直到作业完毕。图1示出了定位车的结构示意图。如图1所示，定位车具有车体1、行走轮2、可以 沿枢轴旋转而抬起和落下的大臂3和安装在大臂3的端部上的车钩4。当定位车不需要牵 引车厢时，定位车的大臂3抬起，处于竖直位置。当需要牵引车厢时，将定位车的大臂3从 竖直位置沿枢轴旋转落下到水平位置，通过大臂3端部的车钩4与火车车钩进行对接，然后 定位车行走就可以实现对车厢的牵引。当定位车牵引到位后，使位于大臂3端部的车钩与 火车车钩解开，然后将大臂3从水平位置沿枢轴旋转抬起到竖直位置。而在上面所述的定位车牵引车厢的循环作业过程中，定位车初次牵引整列火车时 进行落臂接钩必须通过人工定位，而在后续的循环过程中，定位车就可以自动返回到正确 的落臂接钩位置，然后循环作业。定位车初次进行落臂接钩的操作必须通过人工定位主要 是因为在铁路的整列火车对车过程中，由铁路对车人员确定火车停止位置，由于对车人员 只能通过眼睛确认火车停止位置，然后通过对讲机联系火车头内的司机停车，整个过程存 在很大的随机性，所以每列火车停止的位置都不太相同，最大的差别能达到3到5米。由于 火车的初次停止位置不确定，所以定位车自身并不清楚火车的具体位置，所以定位车初次 落臂摘钩时，需要由位于车下的摘钩人员与定位车司机联系确认，由定位车司机将定位车 手动开到合适的位置，摘钩人员确认后通知定位车司机可以落定位车大臂，定位车司机才 能控制定位车落下大臂，然后才能打到自动作业模式开始自动作业。综上所述，定位车初次 落臂接钩必须由人工确认，否则如果定位车落臂位置不准确很有可能砸到火车，造成事故。
发明内容
针对现有技术中必须由人工确认车辆的位置才能进行定位车的落臂操作的问题， 提出了一种车辆位置确定系统，从而可以替代人工定位实现车辆位置的自动识别，进而定 位车能够自动定位落臂位置。本发明提供了一种车辆位置确定系统，其中，该车辆位置确定系统包括多个发光 单元、多个光检测单元以及PLC，每个所述发光单元与每个所述光检测单元一一对应，所述 PLC与所述多个光检测单元连接，每个所述光检测单元检测相对应的发光单元发出的光或发出的光的反射光，并根据是否检测到光判断在光路上是否有车辆对光进行遮挡或反射， 以及向所述PLC发送该判断信号，所述PLC根据接收到的所述判断信号确定车辆的位置。其中，所述多个发光单元可以平行排列设置在同一水平线上，所述多个光检测单 元可以平行排列设置在同一水平线上。其中，所述多个发光单元之间可以等间距设置，所述多个光检测单元之间可以等 间距设置。根据本发明的一种实施方式，所述多个发光单元和所述多个光检测单元可以设置 在同一侧，每个所述光检测单元检测相对应的发光单元发出的光的反射光，并根据检测到 的发出的光的反射光判断是否有车辆对光进行反射，以及向所述PLC发送该判断信号，所 述PLC根据接收到的所述判断信号确定车辆的位置。进一步地，当所述光检测单元检测到相对应的发光单元发出的光的反射光时，判 断在该光检测单元和发光单元的光路上有车辆对光进行反射，并向所述PLC发送低电平或 高电平的电信号，当所述光检测单元没有检测到相对应的发光单元发出的光的反射光时， 判断在该光检测单元和发光单元的光路上没有车辆对光进行反射，并向所述PLC发送高电 平或低电平的电信号；所述PLC根据从所述多个光检测单元接收到的电信号确定车辆位于 发送低电平或高电平的电信号的光检测单元和其对应的发光单元的光路上。进一步地，所述PLC依次扫描各个光检测单元的输出电信号，当扫描到大于或等 于LX50%的多个连续光检测单元向所述PLC发送低电平或高电平的电信号时，则确定车 厢最前端位置在第一个发送低电平或高电平的电信号的光检测单元对应的位置处，其中所 述L为一节车厢的的长度。其中，每个所述发光单元和每个相对应的光检测单元可以集成为单个光电元件。进一步地，所述光电元件可以为漫反射式光电管。其中，所述漫反射式光电管的检测距离可以被调节为在1. 85米-2. 5米之间。其中，所述漫反射式光电管的个数的范围可以为50-150个。其中，所述漫反射式光电管离地面的距离可以为2米，多个所述漫发射式光电管 之间等间距，间距范围可以为15-50cm。根据本发明的另一种实施方式，所述多个发光单元可以设置在一侧，所述多个光 检测单元可以设置在与所述多个发光单元相对的另一侧，每个所述光检测单元检测相对应 的发光单元发出的光，并根据检测到的发出的光判断在所述光检测单元和相对应的发光单 元之间是否有车辆对光进行遮挡，以及向所述PLC发送该判断信号，所述PLC根据接收到的 所述判断信号确定车辆的位置。进一步地，当所述光检测单元没有检测到相对应的发光单元发出的光时，判断在 该光检测单元和发光单元之间有车辆对光进行遮挡，并向所述PLC发送低电平或高电平的 电信号，当所述光检测单元检测到相对应的发光单元发出的光时，判断在该光检测单元和 发光单元之间没有车辆对光进行遮挡，并向所述PLC发送高电平或低电平的电信号；所述 PLC根据从所述多个光检测单元接收到的电信号确定车辆位于发送低电平或高电平的电信 号的光检测单元和其对应的发光单元之间。进一步地，所述PLC可以依次扫描各个光检测单元的输出电信号，当扫描到大于 或等于LX50%的多个连续光检测单元向所述PLC发送低电平或高电平的电信号时，则确定车厢最前端位置在第一个发送高电平或低电平的电信号的光检测单元对应的位置处，其 中所述L为一节车厢的的长度。本发明还提供了一种定位车控制系统，具有定位车和上述车辆位置确定系统，其 中，所述PLC与所述定位车连接，所述PLC还用于在确定车辆的位置后，根据车辆的位置确 定所述定位车的落臂位置，并控制所述定位车行走至所述落臂位置。其中，所述PLC确定所述落臂位置为所述车厢最前端位置向车辆行进方向延伸车 钩装置的长度的位置处。根据本发明提供的车辆位置确定系统和定位车控制系统，能够自动识别车辆的位 置，进而根据识别的车辆位置控制定位车的落臂接钩操作，完全实现了定位车的自动化作 业，节省了人力，提高了作业效率。
图1是定位车的结构示意图；图2是根据本发明的一种实施方式的车辆位置确定系统及车厢、定位车的示意 图；图3是根据本发明的定位车控制系统的框图。
具体实施例方式下面结合附图详细描述本发明的实施方式。本发明提供了一种车辆位置确定系统，其中，该车辆位置确定系统包括多个发光 单元、多个光检测单元以及PLC，每个所述发光单元与每个所述光检测单元一一对应，所述 PLC与所述多个光检测单元连接，每个所述光检测单元检测相对应的发光单元发出的光或 发出的光的反射光，并根据是否检测到光判断在光路上是否有车辆对光进行遮挡或反射， 以及向所述PLC发送该判断信号，所述PLC根据接收到的所述判断信号确定车辆的位置。图2示出了本发明的一种实施方式的车辆位置确定系统及车厢、定位车的示意 图，图2为俯视图。参考图2，火车具有车厢12和火车车钩13，定位车具有车体14和大臂15，定位车 大臂15需要落到火车车钩13的位置处，从而与火车车钩13进行接钩。根据本发明的一个实施方式的车辆位置确定系统，所述多个发光单元和所述多个 光检测单元可以均设置在车厢的同一侧，如图2所示，每个所述光检测单元检测相对应的 发光单元发出的光的反射光，并根据检测到的发出的光的反射光判断是否有车辆对光进行 反射，以及向所述PLC发送该判断信号，所述PLC根据接收到的所述判断信号确定车辆的位 置。优选地，所述多个发光单元可以平行排列设置在同一水平线上，并向垂直于车辆 行驶方向的方向发光，所述多个光检测单元也可以平行排列设置在同一水平线上并与所述 多个发光单元一一对应，以检测相对应的发光单元发出的光的反射光。当在发光单元的发 光方向上(即发光单元和光检测单元的光路上)有车辆时，则发出的光会被车辆的侧壁反 射回来，从而光检测单元可以检测到该反射光。所述多个发光单元和所述多个光反射单元 可以设置在距地面大约2米的高度处，这样做是因为车厢的高度一般会高于2米，而人的高度一般会低于2米，从而可以仅在有车辆时将发光单元发出的光反射回来，避免有人员走 过时将光反射回来造成的判断错误。优选地，所述多个发光单元之间可以等间距设置，所述多个光检测单元之间可以 等间距设置。优选地，当所述光检测单元检测到相对应的发光单元发出的光的反射光时，则判 断在该光检测单元和发光单元的光路上有车辆对光进行反射，并向所述PLC发送低电平 (或高电平)的电信号；当所述光检测单元没有检测到相对应的发光单元发出的光的反射 光时，判断在该光检测单元和发光单元的光路上没有车辆对光进行反射，并向所述PLC 16 发送高电平(或低电平)的电信号。所述PLC根据从所述多个光检测单元接收到的电信号 确定车辆位于发送低电平(或高电平)电信号的光检测单元和其对应的发光单元的光路 上。上述低电平电信号例如可以是OV电信号，但不局限于为OV电信号，上述高电平信号例 如可以是24V电信号，但不局限于24V电信号。光检测单元也向PLC 16发送的判断信号不 局限于上述具体形式，也可以采用其他信号方式。优选地，每个所述发光单元和每个相对应的光检测单元集成为单个光电元件。所 述光电元件可以采用漫反射式光电管11。每个漫反射式光电管11具有发光单元和光检测 单元，其中发光单元可以向外发光，光检测单元可以检测发光单元发出的光的反射光，并根 据检测到的反射光判断在光路上是否有车辆对光进行反射，并且向所述PLC 16发送该判 断信号。多个漫反射式光电管11可以平行排列设置在同一水平线上，并向车辆行驶的方 向发光和检测从车厢12的侧壁反射回来的光。所述漫反射式光电管11可以设置在距地面 大约2米的高度处，从而可以仅在有车厢12时将发光单元发出的光反射回来，避免有人员 走过时将光反射回来造成的判断错误。优选地，漫反射式光电管11的检测距离可以被调节 为1. 85米-2. 5米之间。所述漫反射式光电管11的个数可以为50-150个，并且多个所述 漫发射式光电管11之间可以是等间距，间距可以为15-50cm。根据本发明的另一种实施方式，所述多个发光单元可以设置在车辆的一侧，所述 多个光检测单元设置在与所述多个发光单元相对的车辆的另一侧，每个所述光检测单元检 测相对应的发光单元发出的光，并根据检测到的发出的光判断在所述光检测单元和相对应 的发光单元之间是否有车辆对光进行遮挡，以及向所述PLC发送该判断信号，所述PLC根据 接收到的所述判断信号判断车辆的位置。优选地，所述多个发光单元可以平行排列设置在同一水平线上，并向车辆行驶的 方向发光，所述多个光检测单元也可以平行排列设置在同一水平线上并与所述多个发光单 元一一对应，以检测相对应的发光单元发出的光。当在发光单元和光检测单元之间有车厢 时，则发出的光会被车厢的侧壁挡住，从而光检测单元不能检测到该反射光。所述多个发光 单元和所述多个光反射单元可以设置在距地面大约2米的高度处，从而可以仅在有车厢时 将发光单元发出的光反射回来，避免有人员走过时将光反射回来造成的判断错误。优选地，当所述光检测单元没有检测到相对应的发光单元发出的光时，则判断在 该光检测单元和发光单元之间有车厢对光进行遮挡，并向所述PLC发送低电平(或高电平) 的电信号，当所述光检测单元检测到相对应的发光单元发出的光时，则判断在该光检测单 元和发光单元之间没有车厢对光进行遮挡，并向所述PLC发送高电平(或低电平)的电信
7号；所述PLC根据从所述多个光检测单元接收到的电信号判断车厢位于发送低电平(或高 电平)电信号的光检测单元和其对应的发光单元之间。上述低电平电信号例如可以是OV 电信号，但不局限于为OV电信号，上述高电平信号例如可以是24V电信号，但不局限于24V 电信号。下面详细描述PLC如何确定车辆的位置。当所述多个发光单元和所述多个光检测单元设置在车厢的同一侧时，所述PLC依 次扫描各个光检测单元的输出电信号，当扫描到大于等于LX50%的多个连续光检测单元 向所述PLC发送低电平(或高电平)的电信号时，则确定车厢最前端位置在第一个发送低 电平(或高电平)的电信号的光检测单元对应的位置处，其中所述L为一节车厢的长度。当所述多个发光单元和所述多个光检测单元设置在车厢的两侧时，所述PLC依次 扫描各个光检测单元的输出电信号，当扫描到大于等于LX 50%的多个连续光检测单元向 所述PLC发送高电平(或低电平)的电信号时，则确定车厢最前端位置在第一个发送高电 平(或低电平)的电信号的光检测单元对应的位置处，其中所述L为一节车厢的长度。图3是根据本发明的定位车控制系统的框图。参考图3，本发明还提供了一种定位 车控制系统，具有定位车和上述车辆位置确定系统，其中，所述PLC还与定位车连接，所述 PLC还用于在确定车辆的位置后，根据车辆的位置确定定位车的落臂位置，并控制所述定位 车行走至所述落臂位置。考虑到火车的车钩装置的长度，PLC可以确定定位车的落臂位置为车厢最前端位 置向车辆行进方向延伸车钩装置的长度的位置处，从而PLC控制定位车行走至该落臂位置 处进行落臂、接钩和后续自动作业。下面结合具体的实施方式详细描述根据本发明的位置确定系统及定位车控制系 统的工作流程。参考图2，根据本发明的一个优选实施方式，车辆位置确定系统由100个漫反射式 光电管11和PLC组成，101个漫反射式光电管11平行排列设置在同一水平线上，距离地面 的距离大约为2米，并以垂直于车辆行驶方向的方向发光和检测从车厢12的侧壁反射回来 的光。每两个漫发射式光电管11之间的间距为15cm，将第一个漫反射式光电管的位置定 义为0米位置，并且第二个漫反射式光电管的位置定义为0. 15米位置，第三个漫反射式光 电管的位置定义为0. 3米位置……第一百零一个漫反射式光电管的位置定义为15米位置。 当PLC从任何一个漫反射式光电管的光检测单元接收到OV (或24V)的电信号时，则确定在 该漫反射式光电管的光路上有车辆。一般地，单节车厢12的长度至少要大于12米，所以如 果在漫反射式光电管11的前面有一节车厢12，则至少要有80个光电管被挡住。但考虑到 有时可能只有一大半车厢位于漫发射式光电管11的发光覆盖区域中，例如有7. 5米被漫发 射式光电管11的发光光线覆盖。所以，可以认为如果有连续50个光电管被挡住就可以判 断为有车厢12并确定车厢12的位置。所以优选地，PLC可以被设置为以与列车行进方向相 反的顺序依次对各个漫反射式光电管11的光检测单元的输出电信号进行扫描，例如从第 一百个漫反射光电管向第一个漫反射光电管扫描，当从连续的50个漫反射式光电管的光 检测单元接收到OV(或24V)的电信号时，则停止对后续漫反射式光电管的光检测单元的输 出电信号进行扫描，并可以确定车厢12最前端的位置。例如，当PLC从第三十二个漫反射 式光电管到第八十一个漫反射式光电管的连续50个漫反射式光电管接收到OV (或24V)的电信号时，则判断有车厢12，由于第八十一光电管的位置(81-1) X0. 15= 12米，所以PLC 确定车厢12最前端位置在12米处，考虑到火车自身有长约1米的车钩装置，所以PLC可以 确定定位车的落臂位置在12+1. 5 = 13. 5米处，从而PLC控制定位车行走至12+1. 5 = 13. 5 米处进行落臂、接钩和后续自动作业。由此实现了定位车落臂接钩的全自动作业。上述具 体实施方式仅用于对解释本发明，而并非限制本发明。本领域的技术人员可以理解，根据实 际需要漫反射式光电管可以采用其他方式被排列，PLC也可以以不同的方式根据从漫反射 式光电管接收到的判断信号来确定车厢的位置。 采用本发明提供的车辆位置确定系统和定位车控制系统，能够自动识别出车辆的 位置，进而根据识别的车辆位置控制定位车的落臂接钩操作，完全实现了定位车的自动化 作业，节省了人力，提高了作业效率。
权利要求
一种车辆位置确定系统，其中，该车辆位置确定系统包括多个发光单元、多个光检测单元以及PLC，每个所述发光单元与每个所述光检测单元一一对应，所述PLC与所述多个光检测单元连接，每个所述光检测单元检测相对应的发光单元发出的光或发出的光的反射光，并根据是否检测到光判断在光路上是否有车辆对光进行遮挡或反射，以及向所述PLC发送该判断信号，所述PLC根据接收到的所述判断信号确定车辆的位置。
2.根据权利要求1所述的车辆位置确定系统，其中，所述多个发光单元平行排列设置 在同一水平线上，所述多个光检测单元平行排列设置在同一水平线上。
3.根据权利要求2所述的车辆位置确定系统，其中，所述多个发光单元之间等间距设 置，所述多个光检测单元之间等间距设置。
4.根据权利要求1所述的车辆位置确定系统，其中，所述多个发光单元和所述多个光 检测单元设置在同一侧，每个所述光检测单元检测相对应的发光单元发出的光的反射光， 并根据检测到的发出的光的反射光判断是否有车辆对光进行反射，以及向所述PLC发送该 判断信号，所述PLC根据接收到的所述判断信号确定车辆的位置。
5.根据权利要求4所述的车辆位置确定系统，其中，当所述光检测单元检测到相对应 的发光单元发出的光的反射光时，判断在该光检测单元和发光单元的光路上有车辆对光进 行反射，并向所述PLC发送低电平或高电平的电信号，当所述光检测单元没有检测到相对 应的发光单元发出的光的反射光时，判断在该光检测单元和发光单元的光路上没有车辆对 光进行反射，并向所述PLC发送高电平或低电平的电信号；所述PLC根据从所述多个光检测 单元接收到的电信号确定车辆位于发送低电平或高电平的电信号的光检测单元和其对应 的发光单元的光路上。
6.根据权利要求5所述的车辆位置确定系统，其中，所述PLC依次扫描各个光检测单元 的输出电信号，当扫描到大于或等于LX50%的多个连续光检测单元向所述PLC发送低电 平或高电平的电信号时，则确定车厢最前端位置在第一个发送低电平或高电平的电信号的 光检测单元对应的位置处，其中所述L为一节车厢的的长度。
7.根据权利要求5所述的车辆位置确定系统，其中，每个所述发光单元和每个相对应 的光检测单元集成为单个光电元件。
8.根据权利要求7所述的车辆位置确定系统，其中，所述光电元件为漫反射式光电管。
9.根据权利要求8所述的车辆位置确定系统，其中，所述漫反射式光电管的检测距离 被调节为在1. 85米-2. 5米之间。
10.根据权利要求8所述的车辆位置确定系统，其中，所述漫反射式光电管的个数的范 围为50-150个。
11.根据权利要求8所述的车辆位置确定系统，其中，所述漫反射式光电管离地面的距 离为2米，多个所述漫发射式光电管之间等间距，间距范围为15-50cm。
12.根据权利要求1所述的车辆位置确定系统，其中，所述多个发光单元设置在一侧， 所述多个光检测单元设置在与所述多个发光单元相对的另一侧，每个所述光检测单元检测 相对应的发光单元发出的光，并根据检测到的发出的光判断在所述光检测单元和相对应的 发光单元之间是否有车辆对光进行遮挡，以及向所述PLC发送该判断信号，所述PLC根据接 收到的所述判断信号确定车辆的位置。
13.根据权利要求12所述的车辆位置确定系统，其中，当所述光检测单元没有检测到相对应的发光单元发出的光时，判断在该光检测单元和发光单元之间有车辆对光进行遮 挡，并向所述PLC发送低电平或高电平的电信号，当所述光检测单元检测到相对应的发光 单元发出的光时，判断在该光检测单元和发光单元之间没有车辆对光进行遮挡，并向所述 PLC发送高电平或低电平的电信号；所述PLC根据从所述多个光检测单元接收到的电信号 确定车辆位于发送低电平或高电平的电信号的光检测单元和其对应的发光单元之间。
14.根据权利要求13所述的车辆位置确定系统，其中，所述PLC依次扫描各个光检测单 元的输出电信号，当扫描到大于或等于LX50%的多个连续光检测单元向所述PLC发送低 电平或高电平的电信号时，则确定车厢最前端位置在第一个发送高电平或低电平的电信号 的光检测单元对应的位置处，其中所述L为一节车厢的的长度。
15.一种定位车控制系统，具有定位车和根据权利要求1-14中任一项权利要求所述的 车辆位置确定系统，其中，所述PLC与所述定位车连接，所述PLC还用于在确定车辆的位置 后，根据车辆的位置确定所述定位车的落臂位置，并控制所述定位车行走至所述落臂位置。
16.根据权利要求15所述的定位车控制系统，其中，所述PLC确定所述落臂位置为所述 车厢最前端位置向车辆行进方向延伸车钩装置的长度的位置处。
全文摘要
一种车辆位置确定系统，其中包括多个发光单元、多个光检测单元以及PLC，每个所述发光单元与每个所述光检测单元一一对应，所述PLC与所述多个光检测单元连接，每个所述光检测单元检测相对应的发光单元发出的光或发出的光的反射光，并根据是否检测到光判断在光路上是否有车辆对光进行遮挡或反射，以及向所述PLC发送该判断信号，所述PLC根据接收到的所述判断信号确定车辆的位置。根据本发明提供的车辆位置确定系统和定位车控制系统，能够自动识别出车辆的位置，进而根据识别的车辆位置控制定位车的落臂接钩操作，完全实现了定位车的自动化作业，节省了人力，提高了作业效率。
文档编号G01S17/06GK101995576SQ20101054409
公开日2011年3月30日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者李长安, 李靖宇, 董传博 申请人:中国神华能源股份有限公司;神华黄骅港务有限责任公司