用于蔬菜立体栽培AGV导航磁条布局方法与流程

本发明涉及一种蔬菜立体栽培工厂化技术领域，特别是涉及一种用于蔬菜立体栽培AGV导航磁条布局方法。

背景技术：

农业作物耕种的发展目标大多为提高耕种效率、提高耕种收成上限和缩短耕种周期这几大方面。近年来随着区域性人口密度不断增加，导致许多非农业区域的耕作压力大幅上升，特别表现在人均耕作面积紧缺，耕作效率无法和供求条件匹配。虽然近几年出现了蔬菜工厂化立体栽培，但是仍然需要大量人力的干预，才能实现蔬菜工厂化立体栽培。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种用于蔬菜立体栽培AGV导航磁条布局方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种用于蔬菜立体栽培AGV导航磁条布局方法，包括铺设于蔬菜立体栽培工厂内的导航磁条和地标网络，以及行走在导航磁条和地标网络上的AGV车，AGV车接收到控制中心发送的目标位置后，AGV 车根据当前位置行驶至目标位置。

在本发明的一种优选实施方式中，包括以下步骤：

S1，控制中心查询AGV车的状态：若AGV车处于行走在导航磁条和地标网络上，则忽略行走在导航磁条和地标网络上的AGV车；若AGV车处于待命状态，则将处于待命状态的AGV车作为控制中心接收任务的车辆；

S2，控制中心将目标位置发送给待命AGV车，待命AGV车接收到目标位置后，待命AGV车开始行走于导航磁条和地标网络上；

S3，当AGV车行走到两条或两条以上交叉导航磁条时，AGV车查询当前所处位置，将当前位置与目标位置连成直线，计算各条导航磁条与直线所成的夹角，其导航磁条与直线所成的夹角的计算方法为：

其中，(xB,yB)为AGV车当前位置B点的坐标，(XC,YC)为目标位置C点的坐标，为当前位置B点与目标位置C点所成直线的向量，为导航磁条j的向量，为导航磁条j的长度，j为导航磁条的编号，θj为导航磁条j与直线所成的夹角；

S4，将计算得到的导航磁条与直线所成的夹角由小到大排列，并将最小夹角的导航磁条作为AGV车将要行驶的路径；

S5，控制中心检测最小夹角的导航磁条上是否有AGV车行走：若在最小夹角的导航磁条上行走的AGV车与将要行走于最小夹角的导航磁条上行走的AGV车为同方向，或者最小夹角的导航磁条上无AGV车行走，则AGV车在最小夹角的导航磁条上行走；若在最小夹角的导航磁条上行走的AGV车与将要行走于最小夹角的导航磁条上行走的AGV车为反方向，则将第二小夹角的导航磁条作为AGV车将要行驶的路径；

S6，控制中心检测第二小夹角的导航磁条上是否有AGV车行走：若在第二小夹角的导航磁条上行走的AGV车与将要行走于第二小夹角的导航磁条上行走的AGV 车为同方向，或者第二小夹角的导航磁条上无AGV车行走，则AGV车在第二小夹角的导航磁条上行走；若在第二小夹角的导航磁条上行走的AGV车与将要行走于第二小夹角的导航磁条上行走的AGV车为反方向，则将第三小夹角的导航磁条作为 AGV车将要行驶的路径；

S7，控制中心检测第三小夹角的导航磁条上是否有AGV车行走：若在第三小夹角的导航磁条上行走的AGV车与将要行走于第三小夹角的导航磁条上行走的AGV 车为同方向，或者最三小夹角的导航磁条上无AGV车行走，则AGV车在第三小夹角的导航磁条上行走；若在第三小夹角的导航磁条上行走的AGV车与将要行走于第三小夹角的导航磁条上行走的AGV车为反方向，则将第四小夹角的导航磁条作为 AGV车将要行驶的路径；……，直至确定在第K小夹角的导航磁条上行走的AGV 车与将要行走于第K小夹角的导航磁条上行走的AGV车为同方向，所述K为小于或者等于M的正整数，所述M为导航磁条条数，或者第K小夹角的导航磁条上无 AGV车行走为止。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括以下步骤：

S31，当AGV控制器接收到安装在AGV车内的陀螺仪倾倒检测模块输出的倾倒值不在预设倾倒阈值范围内，则AGV控制器向报警模块发送报警信号，报警模块开始发出报警；当AGV控制器接收到安装在AGV车内的陀螺仪倾倒检测模块输出的倾倒值在预设倾倒阈值范围内，则报警模块解除报警；当在预设报警时间内，报警模块未解除报警状态，则AGV控制器向控制中心发送倾倒报警信号，并将倾倒的 AGV车的倾倒位置发送到控制中心，当倾倒的AGV车接收到控制中心的反馈处理信号，倾倒的AGV车解除报警；有利于提醒工作人员发现倾倒的AGV车的位置，及时的处理，将其扶正。

S32，AGV控制器比较接收到电池电量检测模块发送的电池电量值与预设电池电量预设阈值大小：若AGV控制器接收到电池电量检测模块发送的电池电量值小于或者等于预设电池电量预设阈值，则控制中心向AGV车发送充电位目标位置，AGV 车至充电位目标位置途中，若AGV车行走到两条或两条以上交叉导航磁条时，则 AGV车查询当前所处位置，将当前位置与充电位目标位置连成直线，计算各条导航磁条与直线所成的夹角，其导航磁条与直线所成的夹角的计算方法为：

其中，(xE,yE)为AGV车当前位置E点的坐标，(XF,YF)为目标位置F点的坐标，为当前位置E点与目标位置F点所成直线的向量，为导航磁条j的向量，为导航磁条j的长度，j为导航磁条的编号，θj为导航磁条j与直线所成的夹角；将计算得到的导航磁条与直线所成的夹角由小到大排列，并将最小夹角的导航磁条作为AGV车行驶的路径；AGV车电池电量不足时，及时的到充电位充电，路线选择合理。

S33，当AGV车在转弯时，AGV控制器比较接收到AGV车速检测模块发送的车速值与预设第一车速阈值大小，若AGV控制器接收到AGV车速检测模块发送的车速值大于或者等于预设第一车速阈值，则AGV控制器控制AGV车减速；防止AGV 车车速过大，脱离导航磁条和地标，更有甚者倾倒。

S34，AGV控制器比较计算得到的路程值与控制中心发送的路程值大小，其AGV 控制器计算得到的路程值的计算方法为：

S＝N×2πR，

其中，N为AGV车轮转数检测模块检测的车轮转数，R为AGV车的车轮半径， S为AGV控制器计算得到的路程值；

若AGV控制器计算得到的路程值大于控制中心发送的路程值，则比较AGV控制器计算得到的路程值与控制中心发送的路程值的差值是否大于或者等于预设路程值；若AGV控制器计算得到的路程值与控制中心发送的路程值的差值大于或者等于预设路程值，则AGV车轮胎磨损，需要更换轮胎；控制中心将AGV车维修目标位置发送给AGV车；若AGV控制器计算得到的路程值与控制中心发送的路程值的差值小于预设路程值，或者AGV控制器计算得到的路程值小于或者等于控制中心发送的路程值，则等待AGV车轮胎磨损值达到预设磨损阈值。及时对磨损轮胎进行更换维修。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括行走在同一条导航磁条上的同方向的 AGV车，包括以下步骤：

S41，控制中心统计行驶在同一条导航磁条上AGV车的数量，由前至后依次编号为第1AGV车、第2AGV车、第3AGV车、……、第PAGV车，所述P为在同一条导航磁条上的总数量；

S42，获取第1AGV车的车速，若第2AGV车的车速大于第1AGV车的车速，且第1AGV车与第2AGV车间的距离小于或者等于预设车距阈值；其第pAGV车与第p+1AGV车间的距离的计算方法为：

dp,p+1＝|N第pAGV车-N第(p+1)AGV车|×2πR，

其中，N第pAGV车为第pAGV车的车轮转数，N第(p+1)AGV车为第(p+1)AGV车的车轮转数， dp,p+1为第pAGV车与第p+1AGV车间的距离；所述p为小于或者等于P-1的正整数；

则控制中心向第2AGV车发送控制其第2AGV车降低车速命令，第2AGV车接收到降低车速命令后，第2AGV车降低车速使其车速小于或者等于第1AGV车的车速；

S43，获取第2AGV车的车速，若第3AGV车的车速大于第2AGV车的车速，且第2AGV车与第3AGV车间的距离小于或者等于预设车距阈值；则控制中心向第 3AGV车发送控制其第3AGV车降低车速命令，第3AGV车接收到降低车速命令后，第3AGV车降低车速使其车速小于或者等于第2AGV车的车速；

S43，获取第3AGV车的车速，若第4AGV车的车速大于第3AGV车的车速，且第3AGV车与第4AGV车间的距离小于或者等于预设车距阈值；则控制中心向第 4AGV车发送控制其第4AGV车降低车速命令，第4AGV车接收到降低车速命令后，第4AGV车降低车速使其车速小于或者等于第3AGV车的车速；……，直至获取第 PAGV车的车速，若第PAGV车的车速大于第(P-1)AGV车的车速，且第(P-1) AGV车与第PAGV车间的距离小于或者等于预设车距阈值；则控制中心向第PAGV 车发送控制其第PAGV车降低车速命令，第PAGV车接收到降低车速命令后，第 PAGV车降低车速使其车速小于或者等于第(P-1)AGV车的车速。防止同一条导航磁条上的同方向的AGV车相撞。

在本发明的一种优选实施方式中，AGV车包括AGV车本体，还包括设置于AGV 车内的用于检测AGV车电池电量的电池电量检测模块、用于检测AGV车倾倒的陀螺仪倾倒检测模块、用于检测AGV车车速的AGV车速检测模块、用于检测AGV 车车轮转数的AGV车轮转数检测模块以及用于报警的报警模块；

电池电量检测模块的电池电量信号输出端与AGV控制器的电池电量信号输出端相；陀螺仪倾倒检测模块的倾倒信号输出端与AGV控制器的倾倒信号输入端相连； AGV车速检测模块的车速信号输出端与AGV控制器的车速信号输入端相连；AGV 车轮转数检测模块的车轮转数信号输出端与AGV控制器的车轮转数信号输入端相连；AGV控制器的报警信号输出端与报警模块的报警信号输入端相连。

在本发明的一种优选实施方式中，电池电量检测模块包括充电计时单元、放电计时单元、充电电流检测单元、放电电流检测单元；

放电电流检测单元的电流信号输入端与AGV电池的放电回路相连，放电电流检测单元的计时信号输出端与放电计时单元的计时信号输入端相连，放电计时单元的计时信号输出端与AGV控制器的放电计时输入端相连，放电电流检测单元的电流大小输出端与AGV控制器的放电电流大小输入端相连；

充电电流检测单元的电流信号输入端与AGV电池的充电回路相连，充电电流检测单元的计时信号输出端与充电计时单元的计时信号输入端相连，充电计时单元的计时信号输出端与AGV控制器的充电计时输入端相连，充电电流检测单元的电流大小输出端与AGV控制器的充电电流大小输入端相连；

其AGV电池电量的计算方法为：

Q剩＝Q+(∫I充t充dt充+∫(-I放)t放dt放)，

其中，Q为AGV电池电量额定值，I充为AGV电池充电电流大小，t充为AGV电池充电时长，I放为AGV电池放电电流大小，t放为AGV电池放电时长。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明能够根据铺设于蔬菜立体栽培工厂内的导航磁条和地标网络实现AGV车快速精确的抵达目标位置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

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：

图1是本发明流程示意图。

图2是本发明AGV导航磁条及地标总布置示意图。

图3是本发明立体栽培区导航磁条及地标布置示意图。

图4是本发明每个栽培架处背负式AGV和潜伏牵引式AGV停止地标布置示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供了一种用于蔬菜立体栽培AGV导航磁条布局方法，包括铺设于蔬菜立体栽培工厂内的导航磁条和地标网络，以及行走在导航磁条和地标网络上的AGV 车，如图1所示，AGV车接收到控制中心发送的目标位置后，AGV车根据当前位置行驶至目标位置。

在本发明的一种优选实施方式中，包括以下步骤：

S1，控制中心查询AGV车的状态：若AGV车处于行走在导航磁条和地标网络上，则忽略行走在导航磁条和地标网络上的AGV车；若AGV车处于待命状态，则将处于待命状态的AGV车作为控制中心接收任务的车辆；

S2，控制中心将目标位置发送给待命AGV车，待命AGV车接收到目标位置后，待命AGV车开始行走于导航磁条和地标网络上；

S3，当AGV车行走到两条或两条以上交叉导航磁条时，AGV车查询当前所处位置，将当前位置与目标位置连成直线，计算各条导航磁条与直线所成的夹角，其导航磁条与直线所成的夹角的计算方法为：

其中，(xB,yB)为AGV车当前位置B点的坐标，(XC,YC)为目标位置C点的坐标，为当前位置B点与目标位置C点所成直线的向量，为导航磁条j的向量，为导航磁条j的长度，j为导航磁条的编号，θj为导航磁条j与直线所成的夹角；

S4，将计算得到的导航磁条与直线所成的夹角由小到大排列，依次分别为最小夹角、第二小夹角、第三小夹角、……、第M小夹角，并将最小夹角的导航磁条作为AGV车将要行驶的路径；

S5，控制中心检测最小夹角的导航磁条上是否有AGV车行走：若在最小夹角的导航磁条上行走的AGV车与将要行走于最小夹角的导航磁条上行走的AGV车为同方向，或者最小夹角的导航磁条上无AGV车行走，则AGV车在最小夹角的导航磁条上行走；若在最小夹角的导航磁条上行走的AGV车与将要行走于最小夹角的导航磁条上行走的AGV车为反方向，则将第二小夹角的导航磁条作为AGV车将要行驶的路径；

S6，控制中心检测第二小夹角的导航磁条上是否有AGV车行走：若在第二小夹角的导航磁条上行走的AGV车与将要行走于第二小夹角的导航磁条上行走的AGV 车为同方向，或者第二小夹角的导航磁条上无AGV车行走，则AGV车在第二小夹角的导航磁条上行走；若在第二小夹角的导航磁条上行走的AGV车与将要行走于第二小夹角的导航磁条上行走的AGV车为反方向，则将第三小夹角的导航磁条作为 AGV车将要行驶的路径；

S7，控制中心检测第三小夹角的导航磁条上是否有AGV车行走：若在第三小夹角的导航磁条上行走的AGV车与将要行走于第三小夹角的导航磁条上行走的AGV 车为同方向，或者最三小夹角的导航磁条上无AGV车行走，则AGV车在第三小夹角的导航磁条上行走；若在第三小夹角的导航磁条上行走的AGV车与将要行走于第三小夹角的导航磁条上行走的AGV车为反方向，则将第四小夹角的导航磁条作为 AGV车将要行驶的路径；……，直至确定在第K小夹角的导航磁条上行走的AGV 车与将要行走于第K小夹角的导航磁条上行走的AGV车为同方向，所述K为小于或者等于M的正整数，所述M为导航磁条条数，或者第K小夹角的导航磁条上无 AGV车行走为止。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括以下步骤：

S31，当AGV控制器接收到安装在AGV车内的陀螺仪倾倒检测模块输出的倾倒值不在预设倾倒阈值范围内，则AGV控制器向报警模块发送报警信号，报警模块开始发出报警；当AGV控制器接收到安装在AGV车内的陀螺仪倾倒检测模块输出的倾倒值在预设倾倒阈值范围内，则报警模块解除报警；当在预设报警时间内，报警模块未解除报警状态，则AGV控制器向控制中心发送倾倒报警信号，并将倾倒的 AGV车的倾倒位置发送到控制中心，当倾倒的AGV车接收到控制中心的反馈处理信号，倾倒的AGV车解除报警；

S32，AGV控制器比较接收到电池电量检测模块发送的电池电量值与预设电池电量预设阈值大小：若AGV控制器接收到电池电量检测模块发送的电池电量值小于或者等于预设电池电量预设阈值，则控制中心向AGV车发送充电位目标位置，AGV 车至充电位目标位置途中，若AGV车行走到两条或两条以上交叉导航磁条时，则 AGV车查询当前所处位置，将当前位置与充电位目标位置连成直线，计算各条导航磁条与直线所成的夹角，其导航磁条与直线所成的夹角的计算方法为：

其中，(xE,yE)为AGV车当前位置E点的坐标，(XF,YF)为目标位置F点的坐标，为当前位置E点与目标位置F点所成直线的向量，为导航磁条j的向量，为导航磁条j的长度，j为导航磁条的编号，θj为导航磁条j与直线所成的夹角；将计算得到的导航磁条与直线所成的夹角由小到大排列，依次分别为最小夹角、第二小夹角、第三小夹角、……、第M小夹角，并将最小夹角的导航磁条作为AGV车行驶的路径；

S33，当AGV车在转弯时，AGV控制器比较接收到AGV车速检测模块发送的车速值与预设第一车速阈值大小，若AGV控制器接收到AGV车速检测模块发送的车速值大于或者等于预设第一车速阈值，则AGV控制器控制AGV车减速；

S34，AGV控制器比较计算得到的路程值与控制中心发送的路程值大小，其AGV 控制器计算得到的路程值的计算方法为：

S＝N×2πR，

其中，N为AGV车轮转数检测模块检测的车轮转数，R为AGV车的车轮半径， S为AGV控制器计算得到的路程值；

若AGV控制器计算得到的路程值大于控制中心发送的路程值，则比较AGV控制器计算得到的路程值与控制中心发送的路程值的差值是否大于或者等于预设路程值；若AGV控制器计算得到的路程值与控制中心发送的路程值的差值大于或者等于预设路程值，则AGV车轮胎磨损，需要更换轮胎；控制中心将AGV车维修目标位置发送给AGV车；若AGV控制器计算得到的路程值与控制中心发送的路程值的差值小于预设路程值，或者AGV控制器计算得到的路程值小于或者等于控制中心发送的路程值，则等待AGV车轮胎磨损值达到预设磨损阈值。

如图2所示，1)AGV运行时需要导航磁条为其指引路径，需要地标为其提供定位依据和明确运动目标点。

2)背负式AGV和潜伏牵引式AGV共用一套导航磁条和地标。

3)导航磁条不间断铺设到所有AGV需要到达的地方，包括转运架上盘/下盘区、 AGV充电区、转运架存放区、大棚主干道、立体栽培区巷道等。

4)导航磁条在每个转弯处的半径为1米。

5)地标是贴在导航磁条上的供AGV识别的实心圆点，是间断的。在主干道上，每隔1米贴一个地标，其他区域每隔0.5米贴一个地标。

6)在转弯处弧形磁条的两端必各贴一个地标，在磁条交叉处必贴一个地标。

如图3所示，立体栽培区一共108个栽培架，分成22列、每列5个。AGV导航磁条所形成的路径必须保证AGV能够到达每个栽培架的旁边。

立体栽培区内既有横向的钢梁也有纵向的钢梁，两个方向的钢梁的交叉处有柱子，导致AGV无法通行。所以AGV导航磁条铺设时要避开有柱子的巷道。

一共在立体栽培区的14个巷道中铺设了AGV导航磁条和地标，如图4所示的1 到14编号的巷道。

自动抓取盘机对栽培架取或放定植盘时都是连续地取或放6个，这个过程中自动抓取盘机保持其中心位置对准栽培架的中心位置、潜伏牵引式AGV要与自动抓取盘机保持固定的距离。当取或放完6个定植盘后，自动抓取盘机和潜伏牵引式AGV 向下一个栽培架移动，停止后，它们的距离还是保持不变。这就要求对应每个栽培架都要有一个地标对准它的中心，另外有个一地标和这个地标保持固定的距离，这个距离正好是背负式AGV和潜伏牵引式AGV在立体栽培区工作时中心的距离。如图4所示，地标A正对栽培架中心，是背负式AGV的停止点；地标B和地标A距离1.5米，是潜伏牵引式AGV的停止点。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括行走在同一条导航磁条上的同方向的 AGV车，包括以下步骤：

S41，控制中心统计行驶在同一条导航磁条上AGV车的数量，由前至后依次编号为第1AGV车、第2AGV车、第3AGV车、……、第PAGV车，所述P为在同一条导航磁条上的总数量；

S42，获取第1AGV车的车速，若第2AGV车的车速大于第1AGV车的车速，且第1AGV车与第2AGV车间的距离小于或者等于预设车距阈值；其第pAGV车与第p+1AGV车间的距离的计算方法为：

dp,p+1＝|N第pAGV车-N第(p+1)AGV车|×2πR，

其中，N第pAGV车为第pAGV车的车轮转数，N第(p+1)AGV车为第(p+1)AGV车的车轮转数， dp,p+1为第pAGV车与第p+1AGV车间的距离；所述p为小于或者等于P-1的正整数；

则控制中心向第2AGV车发送控制其第2AGV车降低车速命令，第2AGV车接收到降低车速命令后，第2AGV车降低车速使其车速小于或者等于第1AGV车的车速；

S43，获取第2AGV车的车速，若第3AGV车的车速大于第2AGV车的车速，且第2AGV车与第3AGV车间的距离小于或者等于预设车距阈值；则控制中心向第 3AGV车发送控制其第3AGV车降低车速命令，第3AGV车接收到降低车速命令后，第3AGV车降低车速使其车速小于或者等于第2AGV车的车速；

S43，获取第3AGV车的车速，若第4AGV车的车速大于第3AGV车的车速，且第3AGV车与第4AGV车间的距离小于或者等于预设车距阈值；则控制中心向第 4AGV车发送控制其第4AGV车降低车速命令，第4AGV车接收到降低车速命令后，第4AGV车降低车速使其车速小于或者等于第3AGV车的车速；……，直至获取第PAGV车的车速，若第PAGV车的车速大于第(P-1)AGV车的车速，且第(P-1) AGV车与第PAGV车间的距离小于或者等于预设车距阈值；则控制中心向第PAGV 车发送控制其第PAGV车降低车速命令，第PAGV车接收到降低车速命令后，第 PAGV车降低车速使其车速小于或者等于第(P-1)AGV车的车速；防止同一条导航磁条上的同方向的AGV车相撞。

在本发明的一种优选实施方式中，AGV车包括AGV车本体，还包括设置于AGV 车内的用于检测AGV车电池电量的电池电量检测模块、用于检测AGV车倾倒的陀螺仪倾倒检测模块、用于检测AGV车车速的AGV车速检测模块、用于检测AGV 车车轮转数的AGV车轮转数检测模块以及用于报警的报警模块；

电池电量检测模块的电池电量信号输出端与AGV控制器的电池电量信号输出端相；陀螺仪倾倒检测模块的倾倒信号输出端与AGV控制器的倾倒信号输入端相连； AGV车速检测模块的车速信号输出端与AGV控制器的车速信号输入端相连；AGV 车轮转数检测模块的车轮转数信号输出端与AGV控制器的车轮转数信号输入端相连；AGV控制器的报警信号输出端与报警模块的报警信号输入端相连。

在本发明的一种优选实施方式中，电池电量检测模块包括充电计时单元、放电计时单元、充电电流检测单元、放电电流检测单元；

放电电流检测单元的电流信号输入端与AGV电池的放电回路相连，放电电流检测单元的计时信号输出端与放电计时单元的计时信号输入端相连，放电计时单元的计时信号输出端与AGV控制器的放电计时输入端相连，放电电流检测单元的电流大小输出端与AGV控制器的放电电流大小输入端相连；

充电电流检测单元的电流信号输入端与AGV电池的充电回路相连，充电电流检测单元的计时信号输出端与充电计时单元的计时信号输入端相连，充电计时单元的计时信号输出端与AGV控制器的充电计时输入端相连，充电电流检测单元的电流大小输出端与AGV控制器的充电电流大小输入端相连；

其AGV电池电量的计算方法为：

Q剩＝Q+(∫I充t充dt充+∫(-I放)t放dt放)，

其中，Q为AGV电池电量额定值，I充为AGV电池充电电流大小，t充为AGV电池充电时长，I放为AGV电池放电电流大小，t放为AGV电池放电时长。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。