信号处理方法、装置及工程车辆与流程

文档序号:14653386发布日期:2018-06-08 22:25阅读:413来源:国知局
技术简介:
本专利针对传统工程车辆依赖PLC装置导致的硬件复杂、开发成本高的问题,提出采用微控制芯片替代PLC的解决方案。通过将传感器信号传输至微控制芯片进行处理,并反馈至整车控制器,实现对货叉高度、避障距离及货物状态的精准控制。该方法简化了硬件结构,统一了C/C++开发环境,降低了维护成本,提升了系统集成度与开发效率。
关键词:微控制芯片,信号处理

本公开涉及车辆信号处理领域,具体地,涉及一种信号处理方法、装置及工程车辆。



背景技术:

随着工程车辆电子技术的发展,各种工程车辆正向着智能化、无人化的方向发展,尤其在仓储物流的使用场景中,AGV(Automated Guided Vehicle;自动导引运输车)车辆越来越多的出现在智能工厂与智能搬运中。作为智能AGV车辆的环境感知系统,传感器及其信号处理装置就像一部车辆的眼睛,告诉整车控制器现在车辆所处的位置与状态。

现有技术主要通过PLC(Programmable Logic Contronller;可编程控制器件)装置实现整车信号的检测处理及发送功能,PLC装置通过自身I/O口与各个检测传感器相连,通过梯形图进行编程操作,利用串口实现与整车控制器的通信。

但是,上述PLC装置成本较高结构复杂,软件与整车控制器的兼容性较差。由于PLC使用梯形图进行编程,而整车上位机通常使用C/C++语言进行编程,二者的接口函数不统一,给开发者带来了使用与学习的成本,不利于整个系统的开发。



技术实现要素:

本公开的目的是提供一种信号处理方法、装置及工程车辆,用于解决现有工程车辆的信号处理装置成本较高结构复杂、以及软件与整车控制器的兼容性较差的问题。

为了实现上述目的,本公开提供一种工程车辆的信号处理方法,所述工程车辆包括检测整车状态的传感器和整车控制器,所述工程车辆还包括微控制芯片;所述信号处理方法包括:

将所述传感器输出的信号发送给所述微控制芯片;

通过所述微控制芯片对所述信号进行处理;

将处理后的所述信号反馈给所述整车控制器,以控制所述工程车辆的运行。

可选地,所述传感器包括:拉线编码器、所述避障传感器、以及所述货物限位开关;所述将所述传感器输出的信号发送给所述微控制芯片,包括:

将所述拉线编码器、所述避障传感器、所述货物限位开关中的至少一者输出的所述信号经过信号处理电路进行处理,以转化成所述微控制芯片所能接收的电信号;

将经过所述信号处理电路处理的所述信号输入到所述微控制芯片的接口。

可选地,所述工程车辆的货叉与所述拉线编码的拉线端相连;

当所述信号是所述拉线编码器输出的货叉信号时,所述通过所述微控制芯片对所述信号进行处理,包括:

根据所述货叉信号,判断所述货叉的高度;

所述将处理后的所述信号反馈给所述整车控制器,包括:

将所述货叉的高度判断结果反馈给所述整车控制器,以调整所述货叉的高度。

可选地,当所述信号是所述避障传感器输出的避障信号时,所述通过所述微控制芯片对所述信号进行处理,包括:

根据所述避障信号,判断障碍物的距离;

所述将处理后的所述信号反馈给所述整车控制器,包括:

将所述障碍物的距离判断结果反馈给所述整车控制器,以调整所述工程车辆的运行方向。

可选地,所述货物限位开关固定于所述工程车辆的货叉两侧;

当所述信号是所述货物限位开关输出的开关信号时,所述通过所述微控制芯片对所述信号进行处理,包括:

根据所述开关信号,判断所述货叉上有无货物;

所述将处理后的所述信号反馈给所述整车控制器,包括:

将有无所述货物的判断结果反馈给所述整车控制器,以控制所述工程车辆的起停与所述货叉的升降。

本公开还提供了一直工程车辆的信号处理装置,所述工程车辆包括检测整车状态的传感器和整车控制器,所述工程车辆还包括微控制芯片;所述信号处理装置包括:

输出模块,用于将所述传感器输出的信号发送给所述微控制芯片;

信号处理模块,用于通过所述微控制芯片对所述信号进行处理;以及

反馈模块,用于将处理后的所述信号反馈给所述整车控制器,以控制所述工程车辆的运行。

可选地,所述传感器包括:拉线编码器、所述避障传感器、以及所述货物限位开关;所述输出模块包括:

电路处理子模块,用于将所述拉线编码器、所述避障传感器、所述货物限位开关中的至少一者输出的所述信号经过信号处理电路进行处理,以转化成所述微控制芯片所能接收的电信号;

输入子模块,用于将经过所述信号处理电路处理的所述信号输入到所述微控制芯片的接口。

可选地,所述工程车辆的货叉与所述拉线编码的拉线端相连;

当所述信号是所述拉线编码器输出的货叉信号时,所述信号处理模块用于根据所述货叉信号,判断所述货叉的高度;所述反馈模块用于将所述货叉的高度判断结果反馈给所述整车控制器,以调整所述货叉的高度。

可选地,当所述信号是所述避障传感器输出的避障信号时,所述信号处理模块用于根据所述避障信号,判断障碍物的距离;所述反馈模块用于将所述障碍物的距离判断结果反馈给所述整车控制器,以调整所述工程车辆的运行方向。

可选地,所述货物限位开关固定于所述工程车辆的货叉两侧;

当所述信号是所述货物限位开关输出的开关信号时,所述信号处理模块用于根据所述开关信号,判断所述货叉上有无货物;所述反馈模块用于将有无所述货物的判断结果反馈给所述整车控制器,以控制所述工程车辆的起停与所述货叉的升降。

本公开还提供了一种工程车辆,包括上述的信号处理装置。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:

一、通过将检测整车状态的传感器输出的信号发送给所述微控制芯片,由所述微控制芯片对所述信号进行处理,进而替代了PLC装置,简化了硬件装置,节省了硬件成本。

二、实现了复杂程序和信号传输的控制,且维护成本低,使开发都可以在C/C++的编程语言下进行,统一了开发环境与语言,方便软件移植,而且节省了开发者的学习与使用成本,而且有利于软件的开发工作。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:

图1是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法包括的步骤将信号发送给微控制芯片的流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的另一流程图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的另一流程图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的另一流程图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种信号处理装置的框图。

图7是根据一示例性实施例示出的一种信号处理装置的输出模块的框图。

图8是根据一示例性实施例示出的拉线编码器的信号处理电路实施例的电路示意图。

图9是根据一示例性实施例示出的避障传感器的信号处理电路实施例的电路示意图。

图10是根据一示例性实施例示出的货物限位开关的信号处理电路实施例的电路示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的流程图,如图1所示,所述信号处理方法应用于工程车辆中,所述工程车辆除包括检测整车状态的传感器和整车控制器外,还包括微控制芯片;所述信号处理方法包括以下步骤。

在步骤S11中,将所述传感器输出的信号发送给所述微控制芯片。

在步骤S12中,通过所述微控制芯片对所述信号进行处理。

在步骤S13中,将处理后的所述信号反馈给所述整车控制器,以控制所述工程车辆的运行。

首先,在步骤S11中,所述检测整车状态的传感器可以包括:拉线编码器、所述避障传感器、以及所述货物限位开关。所述微控制芯片可以同时接收所述拉线编码器、所述避障传感器和所述货物限位开关输出的信号,也可以只接收所述拉线编码器、所述避障传感器和所述货物限位开关中的一者输出的信号,也可以接收所述拉线编码器、所述避障传感器和所述货物限位开关中的任意两者输出的信号。

图2是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法包括的步骤将信号发送给微控制芯片的流程图。如图2所示,所述将所述传感器输出的信号发送给所述微控制芯片,包括以下步骤。

在步骤S111中,将所述拉线编码器、所述避障传感器、所述货物限位开关中的至少一者输出的所述信号经过信号处理电路进行处理,以转化成所述微控制芯片所能接收的电信号。

在步骤S112中,将经过所述信号处理电路处理的所述信号输入到所述微控制芯片的接口。

所述拉线编码器、所述避障传感器和所述货物限位开关输出的信号有可能不能直接被所述微控制芯片接收,需要经过信号处理电路进行过滤、以及限压限流后,才能输入到所述微控制芯片的接口,以被所述微控制芯片接收。

当所述微控制芯片接收所述拉线编码器、所述避障传感器、所述货物限位开关中的至少一者输出的信号后,执行步骤S12,通过所述微控制芯片对所述信号进行处理,并将处理后的所述信号反馈给所述整车控制器,以控制所述工程车辆的运行。

本公开通过将检测整车状态的的传感器输出的信号发送给所述微控制芯片,由所述微控制芯片对所述信号进行处理,进而替代了PLC装置,简化了硬件装置,节省了硬件成本。并且,开发都可以在C/C++的编程语言下进行,统一了开发环境与语言,方便软件移植,节省了开发者的学习与使用成本。

图3是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的另一流程图。如图3所示,当所述信号是所述拉线编码器输出的货叉信号时,所述信号处理方法包括以下步骤。

在步骤S31中,将所述拉线编码器输出的货叉信号发送给所述微控制芯片。

在步骤S32中,根据所述货叉信号,判断所述货叉的高度。

在步骤S33中,将所述货叉的高度判断结果反馈给所述整车控制器,以调整所述货叉的高度。

其中,所述拉线编码器可以固定于车身底部,拉线端与货叉相连,信号线通过线束与所述拉线编码器的信号处理电路输入端连接。图8是根据一示例性实施例示出的拉线编码器的信号处理电路实施例的电路示意图。如图8所示,MCP604为运算放大器,C21、C24、C28、C29是滤波电容,起到过滤信号的作用,R42、R43、R46、R47是限流电阻,D7、D9为限流二极管。

在图8所示的实施例中,所述拉线编码器的信号处理电路的输入端A、输入端B为拉线编码器的信号输出端,当所述拉线编码器输出的货叉信号经过图8所示的信号处理电路经过处理后,转化为所述微控制芯片所能接收的电信号,进而,所述微控制芯片根据该电信号判断所述货叉的高度。在图8中,当货叉上升时输出A相超前B相90°相位输出正向脉冲。当货叉下降时输出B相超前A相90°相位输出反向脉冲。

所述微控制芯片判断出所述货叉的高度后,反馈给所述整车控制器,所述整车控制器根据反馈的判断结果,调整所述货叉的高度。比如,当反馈的判断结果表明所述货叉的当前高度低于预设高度,所述整车控制器则控制所述货叉上升;当反馈的判断结果表明所述货叉的当前高度高于预设高度,所述整车控制器则控制所述货叉下降。

图4是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的另一流程图。如图4所示,当所述信号是所述避障传感器输出的避障信号时,所述信号处理方法包括以下步骤。

在步骤S41中,将所述避障传感器输出的避障信号发送给所述微控制芯片。

在步骤S42中,根据所述避障信号,判断障碍物的距离。

在步骤S43中,将所述障碍物的距离判断结果反馈给所述整车控制器,以调整所述工程车辆的运行方向。

其中,所述避障传感器固定于车身前部,信号线通过线束与所述避障传感器的信号处理电路输入端连接。图9是根据一示例性实施例示出的避障传感器的信号处理电路实施例的电路示意图。如图9所示,MCP604为运算放大器,C1、C5、C6是滤波电容,起到过滤信号的作用,R1、R2、R4、R12、R13、R14、R16、R17、R18是限流电阻,D1、D2、D3为限流二极管,LED1206为发光二极管。

在图9所示的实施例中,所述避障传感器的信号处理电路的输入端02、输入端03、输入端04为所述避障传感器的信号输出端,当所述避障传感器输出的避障信号经过图9所示的信号处理电路经过处理后,转化为所述微控制芯片所能接收的电信号,进而,所述微控制芯片根据该电信号判断所述障碍物的距离。当所述工程车辆距离障碍物较远时,输入端02输入的电信号在输出时变为高电平;当所述工程车辆与障碍物的距离在中距离范围时,输入端03输入的电信号在输出时变为高电平;当所述工程车辆距离障碍物较近时,输入端04输入的电信号在输出时变为高电平。

所述微控制芯片判断出所述工程车辆与障碍物之间的距离后,反馈给所述整车控制器,所述整车控制器根据反馈的判断结果,调整所述工程车辆的运行方向,进而避开所述障碍物。

图5是根据一示例性实施例示出的一种信号处理方法的另一流程图。如图5所示,当所述信号是所述货物限位开关输出的开关信号时,所述信号处理方法包括以下步骤。

在步骤S51中,将所述货物限位开关输出的开关信号发送给所述微控制芯片。

在步骤S52中,根据所述开关信号,判断所述货叉上有无货物。

在步骤S53中,将有无所述货物的判断结果反馈给所述整车控制器,以控制所述工程车辆的起停与所述货叉的升降。

其中,所述货物限位开关固定于货叉两侧,信号线通过线束与所述货物限位开关的信号处理电路输入端连接。图10是根据一示例性实施例示出的货物限位开关的信号处理电路实施例的电路示意图。如图10所示,MCP604为运算放大器,C25是滤波电容,起到过滤信号的作用,R39、R41是限流电阻,D6为限流二极管。

在图10所示的实施例中,所述货物限位开关的信号处理电路的输入端09为所述货物限位开关的信号输出端,当所述货物限位开关输出的开关信号经过图10所示的信号处理电路经过处理后,转化为所述微控制芯片所能接收的电信号,进而,所述微控制芯片根据该电信号判断所述货叉上有无货物。当所述货叉上有货物时,输入端09输入的电信号在输出时变为高电平;当所述货叉上没有货物时,输入端09输入的电信号在输出时变为低电平。

所述微控制芯片判断出所述货叉上有无货物后,反馈给所述整车控制器,所述整车控制器根据反馈的判断结果,控制所述工程车辆的起停与所述货叉的升降。比如,当所述货叉上没有货物时,所述整车控制器,控制所述工程车辆停止运动,并降下所述货叉,直到所述货叉上放置货物后,控制所述车辆继续运动。

本公开利用微控制芯片及其信号处理电路检测各个传感器(即所述拉线编码器、所述避障传感器和所述货物限位开关)的输出信号,与PLC的检测方法相比,不但简化了硬件装置,节省了硬件成本,而且有利于软件的开发工作,统一了开发环境与语言。

图6是根据一示例性实施例示出的一种信号处理装置的框图。参照图6,所述信号处理装置600应用于工程车辆中,所述工程车辆包括检测整车状态的传感器、整车控制器和微控制芯片。所述信号处理装置600包括输出模块610、信号处理模块620和反馈模块630。

所述输出模块610,用于将所述传感器输出的信号发送给所述微控制芯片。

所述信号处理模块620,用于通过所述微控制芯片对所述信号进行处理。

所述反馈模块630,用于将处理后的所述信号反馈给所述整车控制器,以控制所述工程车辆的运行。

图7是根据一示例性实施例示出的一种信号处理装置的输出模块的框图。如图7所示,所述传感器包括:拉线编码器、所述避障传感器、以及所述货物限位开关;所述输出模块610包括电路处理子模块6101和输入子模块6102。

所述电路处理子模块6101,用于将所述拉线编码器、所述避障传感器、所述货物限位开关中的至少一者输出的所述信号经过信号处理电路进行处理,以转化成所述微控制芯片所能接收的电信号;

所述输入子模块6102,用于将经过所述信号处理电路处理的所述信号输入到所述微控制芯片的接口。

可选地,所述工程车辆的货叉与所述拉线编码的拉线端相连。当所述信号是所述拉线编码器输出的货叉信号时,所述信号处理模块620用于根据所述货叉信号,判断所述货叉的高度;所述反馈模块630用于将所述货叉的高度判断结果反馈给所述整车控制器,以调整所述货叉的高度。

可选地,当所述信号是所述避障传感器输出的避障信号时,所述信号处理模块620用于根据所述避障信号,判断障碍物的距离;所述反馈模块630用于将所述障碍物的距离判断结果反馈给所述整车控制器,以调整所述工程车辆的运行方向。

可选地,所述货物限位开关固定于所述工程车辆的货叉两侧。当所述信号是所述货物限位开关输出的开关信号时,所述信号处理模块620用于根据所述开关信号,判断所述货叉上有无货物;所述反馈模块630用于将有无所述货物的判断结果反馈给所述整车控制器,以控制所述工程车辆的起停与所述货叉的升降。

本公开还提供了一种工程车辆,包括上述的信号处理装置600。

关于上述实施例中的信号处理装置600,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:

一、通过将所述拉线编码器、所述避障传感器、所述货物限位开关中的至少一者输出的信号发送给所述微控制芯片,由所述微控制芯片对所述信号进行处理,进而替代了PLC装置,简化了硬件装置,节省了硬件成本。

二、实现了复杂程序和信号传输的控制,且维护成本低,使开发都可以在C/C++的编程语言下进行,统一了开发环境与语言,方便软件移植,而且节省了开发者的学习与使用成本,而且有利于软件的开发工作。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。

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