一种减少步进累加误差的方法和定位系统与流程

1.本发明涉及巡检定位技术领域，具体而言，涉及一种减少步进累加误差的方法。


背景技术：

2.目前，带式输送机广泛应用于电力、钢铁、煤炭、水利、化工、冶金、建材等领域，与此同时，带式输送机系统正在向高带速，高功率，大运量以及长距离的大型化方向发展。
3.而近年来，随着带式输送机中各种设备趋于复杂，对实时监控和巡检的要求也日益提高。目前主要采用人工巡检的方式，但由于设备可能处于恶劣的工作环境下，人工巡检具有一定危险性，并且人工监测会存在人为失误的可能，同时人工成本不断攀升，使得机器代替人工巡检的必要性越来越高。而定位系统作为巡检机器人中必不可少的关键系统，对巡检准确性至关重要。目前常用的定位系统有数字匹配，二维码识别，步进累加等方式。其中，数字匹配所需数据量巨大，且由于噪声干扰易引起误识别；二维码方式长期在野外环境易受损坏或脱落，寿命较短；步进累加方式长期运行后易存在较大累积误差，影响识别准确性。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在采用步进累加进行定位的方式在设备长期运行后容易积累较大误差，影响定位结果及识别准确性的技术问题之一。
5.为此，本发明第一方面提供了一种减少步进累加误差的方法。
6.本发明第二方面提供了一种减少步进累加误差的定位系统。
7.本发明提供了一种减少步进累加误差的方法，包括以下步骤：
8.s1、将定位系统所记录的实际位置信息进行分段处理；
9.s2、将每段实际位置信息之间的分界点作为标记点，并对标记点进行定义，以获取标记点的位置信息；
10.s3、当步进行走电机抵达标记点时，将该标记点的位置信息与步进行走电机识别的当前位置信息进行对比；
11.s4、若s3中对比结果符合位置判定精度要求，则输出结果，步进行走电机继续运行；
12.s5、若s3中对比结果不符合位置判定精度要求，则执行标定校正流程，消除步进累加误差，直至步进行走电机的定位信息与标记点的位置信息相同后，输出结果，步进行走电机继续运行。
13.根据本发明上述技术方案的一种减少步进累加误差的方法，还可以具有以下附加技术特征：
14.进一步地，s5中所述标定校正流程包括以下步骤：
15.s51、获取步进行走电机识别的当前位置与上一标记点位置的中间位置的位置信息，并以该位置信息作为判定点的位置信息；
16.s52、将当前标记点与上一标记点的中间位置作为校正点，获取校正点的位置信息；
17.s53、将判定点与校正点的位置信息进行对比；
18.s54、若判定点与校正点的位置信息的差值不符合判定精度要求，则继续获取当前判定点与上一标记点的中间位置的位置信息，并以该位置作为新的判定点，将当前校正点与上一标记点的中间位置作为新的校正点，返回s53，直至判定点与校正点位置信息的差值符合精度要求，并执行下一步；
19.s55、以当前校正点为基准，对步进行走电机的识别信息进行修正，完成修正后保存定位信息，重新步进计数，将计数结果与保存的定位信息数值相加作为最终定位信息输出显示。
20.进一步地，所述步骤s55中对步进行走电机的识别信息进行修正的方法为，将当前判定点的位置信息替换为当前校正点的位置信息，并利用更新后的判定点的位置信息反向推导得出对应的步进行走电机的识别信息，保存该识别信息完成修正。
21.进一步地，步骤s54中判定精度要求包括：判定点与校正点的位置信息之间的差值不超过限定值，所述限定值的取值范围在0-1。
22.进一步地，将定位系统所记录的初始位置信息作为第一标记点以及步进行走电机识别位置信息的出发点，即以第一标记点作为起点对步进行走电机进行定位校准。
23.进一步地，所述步进行走电机采用步进累加方式进行定位信息识别。
24.进一步地，步骤s4和s5中位置判定精度要求包括：当步进行走电机抵达标记点时，步进行走电机识别的当前位置信息与该标记点的位置信息之间的差值不超过额定值，所述额定值的取值范围在0-1。
25.进一步地，所述定位系统记录的各实际位置信息不等间距布置。
26.本发明提供了一种减少步进累加误差的定位系统，包括步进行走电机，所述步进行走电机包括步进累加模块，所述步进累加模块与校正模块相连，所述校正模块与定位模块相连；
27.所述步进累加模块用于采用步进累加方式进行步进行走电机定位信息识别；
28.所述定位模块用于获取路径上的位置信息，并对位置信息进行分段处理；
29.所述校正模块根据定位模块所传送的每段路径的位置信息数据，对步进累加模块识别的位置信息进行校正。
30.根据本发明上述技术方案的一种减少步进累加误差的定位系统，还可以具有以下附加技术特征：
31.进一步地，所述校正模块采用标定校正流程对步进累加模块识别的位置信息进行校正。
32.综上所述，由于采用了上述技术特征，本发明的有益效果是：
33.采用上述方案的一种减少步进累加误差的方法及定位系统，结构简单，算法合理，定位精度高，并非简单的对结果进行修正，而是尽可能的降低了步进累加过程中产生的误差，可有效解决步进累加定位方式存在累积误差影响识别准确性的问题，适合在野外环境中长期应用。
34.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践
了解到。
附图说明
35.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
36.图1是本发明一个实施例的一种减少步进累加误差的方法的流程图；
37.图2是本发明一个实施例的一种减少步进累加误差的方法中标定校正流程的流程图；
38.图3是本发明一个实施例的一种减少步进累加误差的方法的程序框图；
39.图4是本发明一个实施例的一种减少步进累加误差的方法中标定校正流程的程序框图；
40.图5是本发明一个实施例的一种减少步进累加误差的方法的原理示意图。
具体实施方式
41.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其它不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
43.下面参照图1至图5来描述根据本发明一些实施例提供的一种减少步进累加误差的方法。
44.本技术的一些实施例提供了一种减少步进累加误差的方法。
45.如图1至图5所示，本发明第一个实施例提出了一种减少步进累加误差的方法，包括以下步骤：
46.s1、将定位系统所记录的实际位置信息进行分段处理；所述定位系统记录的各实际位置信息不等间距布置；
47.s2、将每段实际位置信息之间的分界点作为标记点，并对标记点进行定义，以获取标记点的位置信息；将定位系统所记录的初始位置信息作为第一标记点以及步进行走电机识别位置信息的出发点，即以第一标记点作为起点对步进行走电机进行定位校准；
48.s3、步进行走电机采用步进累加方式进行定位信息识别，当步进行走电机抵达标记点时，将该标记点的位置信息与步进行走电机识别的当前位置信息进行对比；
49.s4、若s3中对比结果符合位置判定精度要求，则输出结果，步进行走电机继续运行；判定精度要求包括：当步进行走电机抵达标记点时，步进行走电机识别的当前位置信息与该标记点的位置信息之间的差值不超过额定值，所述额定值的取值范围在0-1，作为优选，可选择0.5作为额定值；
50.s5、若s3中对比结果不符合位置判定精度要求，则执行标定校正流程，消除步进累加误差，直至步进行走电机的定位信息与标记点的位置信息相同后，输出结果，步进行走电机继续运行。
51.所述标定校正流程包括以下步骤：
52.s51、获取步进行走电机识别的当前位置与上一标记点位置的中间位置的位置信息，并以该位置信息作为判定点的位置信息；
53.s52、将当前标记点与上一标记点的中间位置作为校正点，获取校正点的位置信息；
54.s53、将判定点与校正点的位置信息进行对比；
55.s54、若判定点与校正点的位置信息的差值不符合判定精度要求，则继续获取当前判定点与上一标记点的中间位置的位置信息，并以该位置作为新的判定点，将当前校正点与上一标记点的中间位置作为新的校正点，返回s53，直至判定点与校正点位置信息的差值符合精度要求，并执行下一步；
56.上述判定精度要求包括：判定点与校正点的位置信息之间的差值不超过限定值，所述限定值的取值范围在0-1，作为优选，可选择0.5作为限定值；
57.s55、以当前校正点为基准，对步进行走电机的识别信息进行修正，完成修正后保存定位信息，重新步进计数，将计数结果与保存的定位信息数值相加作为最终定位信息输出显示；
58.对步进行走电机的识别信息进行修正的方法为：将当前判定点的位置信息替换为当前校正点的位置信息，并利用更新后的判定点的位置信息反向推导得出对应的步进行走电机的识别信息，保存该识别信息完成修正。
59.本发明第二个实施例提出了一种减少步进累加误差的方法，且在第一个实施例的基础上，如图5所示，定位系统记录了10个以不等间距布置的位置，将其分成2段，位置1-5为第一段，位置1作为第一标记点，位置5作为第二标记点；位置5-10为第二段，位置10作为第三标记点。首先，以位置1作为起点，对步进行走电机进行定位校准，定位校准后，位置1即第一标记点可视为步进行走电机识别位置信息的出发点；步进行走电机按照步进累加方式进行定位信息识别，当步进行走电机行走至第二标记点时，步进行走电机识别的定位信息与第二标记点的位置信息进行比较；假设此时步进行走电机由于步进累加的累计误差导致识别的定位位置为7，与第二标记点的位置5不同，则获取位置7与第一标记点即位置1之间的中间位置的位置信息，即将识别结果中的位置4作为判定点；以当前标记点-第二标记点与上一标记点-第一标记点的中间位置作为校正点，即将实际位置中的位置3作为校正点；以0.5作为限定值的取值，则此时需判断判定点是否在位置2.5-3.5之间；
60.由于判定点在位置4超出范围，则继续获取识别结果中位置4与第一标记点的中间位置的位置信息，即将位置2.5作为判定点；以实际位置中的位置3与第一标记点的中间位置作为校正点，即将实际位置中的位置2作为校正点，可采用以下两种方式对校正点和判定点进行比较：
61.1、以0.5作为限定值的取值，则此时需判断判定点是否在位置1.5-2.5之间；此时，判定点与校正点的差值符合限定值要求，则将当前判定点的位置信息替换为当前校正点的位置信息，即将识别结果中的判定点位置2.5替换为校正点的位置2；
62.2、找到校正点后，规定判定点的判定计算范围，如位置2作为校正点时，可规定判定点的判定计算范围在1.5-2.5之间，此时判定点在位置2.5，符合判定计算范围要求，则对计算范围上下限值求算数平均值并取整更新判定点的定位信息并保存，即判定点的定位信
息为(1.5+2.5)/2＝2；
63.利用上述两种方式比较后，将最终判定点的位置信息反向推导得出对应的步进行走电机的识别信息，由于经过了两次判定，可反向将步进行走电机的识别信息定位在第二标记点(位置5)；保存该识别信息完成修正，对误差进行清零，重新步进计数，并将计数结果与保存的定位信息相加作为最终定位信息输出显示。
64.本技术的一些实施例提供了一种减少步进累加误差的定位系统。
65.本发明第三个实施例提出了一种减少步进累加误差的定位系统，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图5所示，包括步进行走电机，所述步进行走电机包括步进累加模块，所述步进累加模块与校正模块相连，所述校正模块与定位模块相连；
66.所述步进累加模块用于采用步进累加方式进行步进行走电机定位信息识别；
67.所述定位模块用于获取路径上的位置信息，并对位置信息进行分段处理；
68.所述校正模块根据定位模块所传送的每段路径的位置信息数据，对步进累加模块识别的位置信息进行校正。
69.所述校正模块采用上述实施例1或2中的标定校正流程对步进累加模块识别的位置信息进行校正。
70.在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
71.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。