定位方法、系统、介质、设备、移动平台以及检修生产线与流程

1.本发明属于设备定位技术领域，具体涉及一种定位方法、系统、介质、设备、移动平台以及检修生产线。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.在某些应用场景，尝尝需要进行某个元件/设备在不同位置之间进行流转，在此过程中，需要保证该元件/设备在各个位置处准确停靠。一般是在该元件/设备上设置定位模块来解决这个问题。
4.据发明人了解，目前这种定位方式，影响停靠定位精度的因素较多，包括：
5.元件/设备的运行轨迹并不在一条直线上，每次经发生转向时，水平方向上会与转向前产生偏移量，导致定位模块与各位置处相互配合的辅助定位模块之间横向相对位置产生变化；
6.元件/设备本身组装尺寸有公差，定位模块在元件/设备上的安装位置也稍有差异；
7.各定位模块/辅助定位模块产生信号或感应强度本身有差异。
8.因此，在元件/设备停靠时会产生误差，容易和各个位置处其他设备交互时易发生故障。


技术实现要素：

9.本发明为了解决上述问题，提出了一种定位方法、系统、介质、设备、移动平台以及检修生产线，本发明通过获取、分析在各停靠点的坐标数据，预测下次停靠时的补偿值，提升定位精度。
10.根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：
11.为方便叙述，需要在不同位置之间进行流转的元件/设备在本发明中称之为可移动件。
12.本发明的第一目的是提供一种定位方法，包括以下步骤：
13.获取可移动件在不同任务周期、各目标位置处、停靠的实际位置；
14.将相应的目标位置处与实际位置进行对比，确定各目标位置处、相应任务周期的误差值；
15.计算可移动件当前任务周期完成所有目标位置处停靠任务，各误差值平方和的均值，得到整线误差值；
16.确定已有任务周期的整线误差值是否合理，如果不合理，则剔除不合理的整线误差值，更新误差值组；
17.根据相应目标位置处、不同任务周期、更新后的误差值的平均值，以及上一任务周
期的误差值，计算各目标位置处的误差补偿值，确定可移动件相应目标位置处的指令位置。
18.根据上述技术方案，可以确定多个可移动件在不同任务周期的误差，并剔除不合理值，针对每个可移动件的特点(如大小、尺寸、形状、磨损情况等)，利用自我学习方式，对定位误差进行补偿，提高停靠/定位的精确程度。
19.作为可选择的实施方式，每个任务周期，一可移动件按照预定路线沿各个目标位置处运动一个循环。
20.作为可选择的实施方式，所述整线误差值为相应可移动件，在某次任务周期，停靠该任务周期中所有目标位置处，产生的误差值平方和的均值。
21.作为可选择的实施方式，更新误差值组的具体过程包括：若存在已有任务周期的整线误差值的最大值大于整线误差值，将此次计算的整线误差值替换之前任务周期中整线误差值的最大者，生成新的误差值组。
22.作为可选择的实施方式，在计算各目标位置处的误差补偿值时，误差补偿值为：更新后的误差值的平均值，以及上一任务周期的误差值，乘以相应的学习权重因子后的值之和。
23.作为进一步的实施方式，所述学习权重因子在每一次任务周期都会进行更新。
24.作为进一步的实施方式，所述学习权重因子包括用于学习历史上整线误差值最小的多个停靠误差值的平均值的第一学习权重因子，以及用于学习最近一次的停靠误差值的第二学习权重因子，第一学习权重因子与第二学习权重因子之和为定值。
25.作为可选择的实施方式，可移动件的指令位置为对应目标位置与误差补偿值之和，可移动件根据该指定位置进行停靠。
26.作为可选择的实施方式，每次任务周期完成后，根据该次任务周期计算的整线误差值，更新误差值组。
27.作为可选择的实施方式，每次任务周期完成后，随机选取不超过设定数量的停靠误差值，进行二进制编码并将其以设定的概率在某一位进行变异，更新整线误差值数据组。
28.本发明的第二目的是提供一种定位系统，包括可移动件和定位模块，所述可移动件按照设定路线移动，且在该路线上多个目标位置处进行停靠，所述可移动件或/和目标位置处设置有定位模块，以检测可移动件停靠时与相应目标位置处的距离；
29.所述可移动件具有控制器，所述控制器被配置为获取可移动件在不同任务周期、各目标位置处、停靠的实际位置；
30.对比相应的目标位置处与实际位置，确定各目标位置处、相应任务周期的误差值；
31.计算可移动件当前任务周期完成所有目标位置处停靠任务，各误差值平方和的均值，得到整线误差值；
32.确定已有任务周期的整线误差值是否合理，如果不合理，则剔除不合理的整线误差值，更新误差值组；
33.根据相应目标位置处、不同任务周期、更新后的误差值的平均值，以及上一任务周期的误差值，计算各目标位置处的误差补偿值，确定可移动件相应目标位置处的指令位置。
34.作为可选择的实施方式，所述定位模块为电磁接近开关，所述目标位置处设置有与所述电磁开关相配合的铁片。
35.本发明的第三目的是提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器
上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述定位方法中的步骤。
36.本发明的第四目的是提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述定位方法中的步骤。
37.本发明的第五目的是提供一种移动平台，包括运动机构和控制器，所述控制器被配置为完成上述定位方法中的步骤。
38.本发明的第五目的是提供一种机器人，包括运动机构和控制器，所述控制器被配置为完成上述定位方法中的步骤。
39.本发明的第七目的是提供一种检修生产线，包括控制中心、若干运载平台、多个台位和转盘，相邻的两个转盘之间设置有若干台位，所述台位依次间隔设置，通过转盘和台位的设置，形成检修线路，所述运载平台能够在各台位处停靠，以进行检修作业，运载平台或/和台位上设置有定位模块，所述定位模块用于获取运载平台在不同任务周期、各台位停靠的实际位置；
40.所述控制中心将相应的台位位置与实际位置进行对比，确定各台位位置在相应任务周期的误差值；
41.计算运载平台当前任务周期完成所有台位位置停靠任务，各误差值平方和的均值，得到整线误差值；
42.确定已有任务周期的整线误差值是否合理，如果不合理，则剔除不合理的整线误差值，更新误差值组；
43.根据相应台位位置、不同任务周期、更新后的误差值的平均值，以及上一任务周期的误差值，计算各台位位置的误差补偿值，确定相应运载平台在相应台位位置停靠的指令位置。
44.作为可选择的实施方式，所述运载平台底部设置有电磁接近开关，所述台位地面设置有铁片，以产生开关量信号。
45.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
46.本发明针对可移动件在预先设定的停靠点进行停靠时，会导致定位模块与各位置处相互配合的辅助定位模块之间横向相对位置产生变化的问题，通过收集、筛选相应可移动件在各目标停靠位置多次停靠时的坐标数据，得出相应的规律以预测可移动件下次停靠时的补偿值，提升定位精度。
47.本发明针对可移动件本身尺寸有公差，定位模块在元件/设备上的安装位置也稍有差异，各定位模块/辅助定位模块产生信号或感应强度本身有差异，按照对应可移动件的历史误差记录进行计算、优化定位结果，能够保证每个定位结果的精确性和精准性，有针对性，且更加合理。
48.本发明通过对历史误差数据库的积累，根据本发明算法计算出下轮循环时运载平台在各个台位停靠的补偿值，降低了运载平台的错误率，提高生产线运行效率。
49.本发明适用范围广泛，可以用于机器人巡检、生产流水线检修、智能配送、医疗自动查房与送药、智能物流等诸多方面。
50.为使本发明的上述目的、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
51.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
52.图1是实施例一的运载平台定位方式示意图；
53.图2是实施例一的生产线平面示意图；
54.图3是实施例二的定位过程流程示意图。
具体实施方式：
55.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
56.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
57.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
58.在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
59.本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
60.实施例一：
61.在本实施例中，以轨道交通车辆转向架智能检修生产线为应用场景进行说明。但是，本领域技术人员应当理解，本发明提供的定位方法、系统、设备等，并不仅限该应用场景，在本实施例中，仅是以具体应用实例来说明该发明的技术方案，以便于本领域技术人员更加理解方案。
62.如图2所示，动车组转向架智能检修生产线上，设置了多个作业台位，运载平台用于运载构架，以实现构架在不同台位的流转。构架在某些台位须与其他设备进行交互，因此，对运载平台在此台位上的停靠定位精度要求较高。
63.当然，动车组转向架智能检修生产线上的作业台位并不一定如图2所示，可以是在一条直线上，也可以如图2所示，不在一条直线上，如果台位之间的连线发生转弯或存在夹角，则通过在转弯或夹角处设置转盘来实现。
64.在本实施例中，共有至少三组作业台位，每组作业台位包括了多个，且同一组的作业台位之间按照直线、依次间隔设置。当然，相邻台位之间的距离可以一致，也可以不一致，可以根据具体情况自由配置。不同组的作业台位之间设置有一转盘，且不同组的作业台位之间首尾相接，第一组作业台位与第二组作业台位之间存在一定夹角，第二组作业台位与
第三组作业台位之间存在一定夹角，在本实施例中，夹角为90
°
。
65.运载平台在执行完所有台位任务后，经转盘3、转盘4回流至初始上料台位(即图中所示台位1)，称之为一个循环。
66.通常来说，如图1所示，安装在运载平台底部的电磁接近开关，通过检测台位地面铁片位置产生开关量信号，并传递给运载平台控制中心，控制运载平台的精确停靠。
67.运载平台每次经转盘转向后，运载平台车轮在轨道横向上会产生偏移，导致电磁开关与铁片的相对位置产生变化，每次产生的误差不同，因此在下次停靠该台位前计算出预期补偿值是必要的。
68.另外，在部分实施例中，同一智能检修生产线上可能存在多个运载平台进行运动，而各个智能检修生产线的本体部件组装尺寸有公差，接近开关在运载平台车体上的安装位置也稍有差异，同时，接近开关产生的电磁场在铁片内感生出涡流时磁感应强度本身有差异。
69.这些情况也会造成运载平台之间存在个体差异，需要就个体差异进行针对性的补偿。
70.本实施例通过分别收集、筛选、分析各个运载平台在各台位多次停靠时的坐标数据，得出相应的规律以预测运载平台下次停靠时的补偿值，提升运载平台的定位精度。
71.具体的定位方法包括以下步骤：
72.(1)进行相应运载平台的各个台位停靠误差统计
73.智能检修生产线设置有控制系统，控制系统在编号为m的运载平台第x次停靠台位n后，记录该运载平台此时的实际位置r
mnx
，并与该台位目标位置d
n
(定值)进行对比，误差δ
mnx
＝r
mnx
‑
d
n。
所有运载平台均在生产线运行x个循环后，记录各个运载平台、各个台位的误差值，并计算每个运载平台的x个整线误差值，将各个台位的误差值进行统计汇成表1。
74.当然，上述操作也可以由运载平台的控制器等其他控制系统或控制机构来实现。
75.表1
76.[0077][0078]
在本实施例中，δ
123
为1#运载平台在台位2第3次经过时产生的误差；ω
12
为1#运载平台第2次整线循环完成后的整线误差值；ω
321
为3#运载平台在台位2的第一个学习权重因子；ω
342
为3#运载平台在台位4的第二个学习权重因子。
[0079]
在本实施例中，前x组误差数据的学习权重均为0.5，当然，x的值可以根据情况自己赋予，正整数即可。
[0080]
(2)计算整线误差值
[0081]
每台运载平台完成一个循环后所有台位上误差值平方和的均值。如7#运载平台第8次循环后的整线误差值为：
[0082][0083]
若第x+1次循环后，7#运载平台已记录的x个整线误差值的最大值大于第x+1次循环后生成的整线误差值，则用第x+1次的整线误差值替换x个整线误差值的最大者；该整线误差值相应的各台位误差值也进行替换，生成新的误差值组。
[0084]
这一步主要是剔除明显不合理的数据。
[0085]
(3)计算误差值的补偿值
[0086]
为使p运载平台第x+1次循环时在q台位精准停靠，须对该运载平台的停靠坐标值进行补偿。p运载平台第x+1次到达q台位时的误差补偿值为：
[0087]
补偿值＝
‑
(ω
pq1
*p运载平台q台位x个误差值的平均值+ω
pq2
*p运载平台q台位最近一次停靠的误差值)，即
[0088][0089]
则运载平台控制中心在第x+1次循环时给p运载平台在q台位发送的目标位置为：
[0090]
r
pq(x+1)
＝d
q
+c
x+1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0091]
其中：
[0092]
ω
pq1
+ω
pq2
＝1
ꢀꢀ
(4)
[0093]
当然，在计算误差值的补偿值时，应当使用更新的学习权重因子，学习权重因子的更新过程为：
[0094]
ω
pq1
为p运载平台在q台位的第一个学习权重因子，学习历史上整线误差值最小的x个停靠误差值的平均值；ω
pq2
为p运载平台在q台位的第二个学习权重因子，学习最近一次的停靠误差值。第x+1次循环时ω
pq1
、ω
pq2
均为0.5。
[0095]
可以从第x+2次循环开始，纠正上次的学习权重因子，并将其用于第x+2次循环补偿值的预测计算。
[0096]
ω
pq1
、ω
pq2
由下面方程组决定：
[0097][0098]
ω
pq1
+ω
pq2
＝1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0099]
在部分实施例中，为了进一步防止补偿值陷入局部收敛，每个运载平台完成一次循环后，随机选取n个(n为不大于x/20的最大整数)停靠误差值，进行二进制编码并以m％的概率在某一位上进行变异，并更新对应的整线误差值数据。
[0100]
m的值可以人为设定，且需要注意，m的值应当合理，太大容易导致误差值数据库波动，太小无法防止局部收敛，在本实施例中，m取5。
[0101]
当然，在部分实施例中，计算的整线误差值、记录的误差值、更新的误差值组，都可以由数据库或者不同的数据存储单元进行存储。
[0102]
实施例二：
[0103]
在本实施例中，以机器人在变电站巡检线路上设置的各个巡检点进行图像/数据采集为应用场景进行说明。但是，本领域技术人员应当理解，本发明提供的定位方法、系统、设备等，并不仅限该应用场景，在本实施例中，仅是以具体应用实例来说明该发明的技术方案，以便于本领域技术人员更加理解方案。
[0104]
需要说明的是，巡检机器人的一个任务周期，是从第一个巡检点开始，一直走完巡检路线上所有巡检点，回到第一个巡检点为止，视为一个任务周期，或一次循环。
[0105]
如图3所示，一种定位方法，包括以下步骤：
[0106]
获取巡检机器人在不同任务周期、各巡检点处停靠的实际位置；
[0107]
将相应的巡检点处与实际位置进行对比，确定各巡检点处、相应任务周期的误差值；
[0108]
计算巡检机器人当前任务周期完成所有巡检点处停靠任务，各误差值平方和的均值，得到整线误差值；
[0109]
确定已有任务周期的整线误差值是否合理，如果不合理，则剔除不合理的整线误差值，更新误差值组；
[0110]
具体的，更新误差值组的具体过程包括：若存在已有任务周期的整线误差值的最大值大于整线误差值，将此次计算的整线误差值替换之前任务周期中整线误差值的最大者，生成新的误差值组。
[0111]
根据相应巡检点处、不同任务周期、更新后的误差值的平均值，以及上一任务周期的误差值，计算各巡检点处的误差补偿值，确定巡检机器人相应巡检点处的指令位置，巡检机器人的指令位置为对应巡检点与误差补偿值之和，巡检机器人根据该指定位置进行停靠。
[0112]
当然，巡检机器人的巡视路线可以是多种形状的，根据变电站内设备的布置不同、安全距离不同，进行配置，该配置方法使用现有方法即可，在此处不进行展开。
[0113]
在本实施例中，整线误差值为相应巡检机器人，在某次任务周期，停靠该任务周期中所有巡检点处，产生的误差值平方和的均值。
[0114]
在计算各巡检点处的误差补偿值时，误差补偿值为：更新后的误差值的平均值，以及上一任务周期的误差值，乘以相应的学习权重因子后的值之和。
[0115]
在部分实施例中，学习权重因子在每一次任务周期都会进行更新，且学习权重因子包括用于学习历史上整线误差值最小的多个停靠误差值的平均值的第一学习权重因子，以及用于学习最近一次的停靠误差值的第二学习权重因子，第一学习权重因子与第二学习权重因子之和为定值。
[0116]
在部分实施例中，每次任务周期完成后，根据该次任务周期计算的整线误差值，更新误差值组。
[0117]
每次任务周期完成后，随机选取不超过设定数量的停靠误差值，进行二进制编码并将其以设定的概率在某一位进行变异，更新整线误差值数据组。
[0118]
实施例三：
[0119]
一种定位系统，包括可移动件(如实施例一中的运载平台或实施例二中的巡检机器人)和定位模块，所述可移动件按照设定路线移动，且在该路线上多个目标位置(如实施例一中的作业台位或实施例二中的巡检点)处进行停靠，所述可移动件或/和目标位置处设置有定位模块，以检测可移动件停靠时与相应目标位置处的距离；
[0120]
所述可移动件具有控制器，所述控制器被配置为获取可移动件在不同任务周期、各目标位置、停靠的实际位置；
[0121]
对比相应的目标位置处与实际位置，确定各目标位置处、相应任务周期的误差值；
[0122]
计算可移动件当前任务周期完成所有目标位置处停靠任务，各误差值平方和的均值，得到整线误差值；
[0123]
确定已有任务周期的整线误差值是否合理，如果不合理，则剔除不合理的整线误差值，更新误差值组；
[0124]
根据相应目标位置处、不同任务周期、更新后的误差值的平均值，以及上一任务周期的误差值，计算各目标位置处的误差补偿值，确定可移动件相应目标位置处的指令位置。
[0125]
在部分实施例中，定位模块为电磁接近开关，所述目标位置处设置有与所述电磁开关相配合的铁片。
[0126]
当然，在其他实施例中，定位模块也可以是rfid定位模块，rfid标签。或者是其他定位装置等，在此不再赘述。
[0127]
实施例四
[0128]
一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述实施例所提供的定位方法中的步骤。
[0129]
实施例五
[0130]
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述实施例所提供的定位方法中的步骤。
[0131]
当然，本发明提供的技术方案还可以用于智能配送、医疗自动查房与送药、智能物流等众多需要定位的领域，如机器人在医院某一层空间内，在各个床位或病房前进行药物配送、测量体温或食物配送等工作。这些领域的变换都不具有难度，理应属于本发明的保护范围。
[0132]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0133]
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。