立体车库模拟运行控制方法及系统与流程

1.本发明涉及立体车库模拟控制技术领域，尤其涉及立体车库模拟运行控制方法及系统。


背景技术：

2.目前科技馆行业暂模拟立体车库的装置，非科技馆行业存在的立体车库装置，其控制方法均为传感器检测定位，反馈信号至控制系统，不考虑机械传动中的耗损、车辆运动到目标位置的误差等，如果在立体车库运行驱动车辆运动到目标位置的过程中，车辆运动定位的误差超过阈值时，容易引起车辆与立体车库内部结构件的干涉，从而造成车辆受损。


技术实现要素：

3.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了立体车库模拟运行控制方法及系统，避免了车辆受损的缺陷，提高了立体车库的使用安全性。
4.本发明提出的立体车库模拟运行控制方法，用于控制水平移动模组运动到目标位置，车设置于水平移动模组上，包括：
5.获取水平移动模组的当前位置，计算当前位置与目标位置之间理想状态下需要向水平模组的电机发送的脉冲信号个数n1；
6.设定脉冲加速发送阶段中的加速区域时间tacc和脉冲发送速度的最大值maxspeed，计算在加速发送阶段水平移动模组的运动距离l
acc
、减速发送阶段水平移动模组的运动距离l
dec
、匀速发送阶段水平移动模组的运动距离l
un
，并统计加速发送阶段脉冲发送的数量n
acc
；
7.匀速发送阶段维持脉冲的发送速度为maxspeed，在每个区域时间t内，计算得出局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
；
8.匀速发送阶段计算局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
之间的位移误差e，通过位移误差e动态调整发送速度maxspeed；
9.记录脉冲匀速发送阶段的脉冲数量n
un
，计算水平模组运动过程中脉冲发送的总脉冲数n
*
，修正理想状态下需要向水平模组的电机发送的脉冲信号个数n1，以通过水平模组的电机进行脉冲控制，实现水平移动模组运动到目标位置。
10.进一步地，在计算在加速发送阶段水平移动模组的运动距离l
acc
，、减速发送阶段水平移动模组的运动距离l
dec
、匀速发送阶段水平移动模组的运动距离ly中，具体包括：
11.在时间t
acc
内，将发送脉冲速度从0增加至maxspeed，计算得到在区域时间t的脉冲发送速度speed，0《t《t
acc
；
12.对t
acc
按照区域时间t进行区间划分得到m个划分区域，在区域时间t内，读取从动轮上编码器r的旋转角度变化量，计算得到水平移动模组在区域时间t内的实际运动距离l。
13.对m个区域中的实际运动距离进行依次累加，得到运动距离l
acc
；
14.根据当前位置与目标位置计算得到水平移动模组水平运动的总距离lm，运动距离
l
dec
等于运动距离l
acc
，运动距离ly等于lm依次减去运动距离l
dec
和运动距离l
acc
。
15.进一步地，在区域时间t的脉冲发送速度speed，计算公式如下：
[0016][0017]
其中，0《t《t
acc
。
[0018]
水平移动模组在区域时间t内的实际运动距离l的计算公式如下：
[0019][0020]
其中，r为编码器的半径；t的取值满足：编码器在区域时间t内旋转不超过一周。
[0021]
进一步地，在匀速发送阶段维持脉冲的发送速度为maxspeed，在每个区域时间t内，计算得出局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
中：
[0022]
局部实际运动距离l通过实际运动距离l的计算公式得到；
[0023]
将运动距离l
un
按照区域时间t划分成设定段，将每个设定段的长度作为局部理想运动距离l
lx
。
[0024]
进一步地，匀速发送阶段计算局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
之间的位移误差e，通过位移误差e动态调整发送速度maxspeed中；
[0025]
位移误差e的计算公式如下：
[0026][0027]
通过位移误差e动态调整后的发送速度计算公式如下：
[0028][0029]
其中，α为进行校准的最低触发阈值，β为进行校准的最高触发阈值，θ为最大补偿值。
[0030]
进一步地，在计算当前位置与目标位置之间理想状态下需要向水平模组的电机发送的脉冲信号个数n1中，具体包括：
[0031]
计算当前位置与目标位置之间差值得到水平移动模组在水平轴上运动的总距离lm；
[0032]
根据总距离lm设定理想状态下共需向水平模组发送的脉冲信号个数n1。
[0033]
立体车库模拟运行控制方法，用于控制竖直移动模组运动到目标位置，车设置于竖直移动模组上，包括：
[0034]
获取竖直移动模组的当前位置，计算当前位置与目标位置之间理想状态下需要向竖直模组的电机发送的脉冲信号个数n1；
[0035]
设定脉冲加速发送阶段中的加速区域时间tacc和脉冲发送速度的最大值maxspeed，计算在加速发送阶段竖直移动模组的运动距离l
acc
、减速发送阶段竖直移动模组
的运动距离l
dec
、匀速发送阶段竖直移动模组的运动距离ly；
[0036]
匀速发送阶段维持脉冲的发送速度为maxspeed，在每个区域时间t内，计算得出局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
；
[0037]
匀速发送阶段计算局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
之间的位移误差e，通过位移误差e动态调整发送速度maxspeed；
[0038]
记录脉冲匀速发送阶段的脉冲数量n2，计算竖直模组运动过程中脉冲发送的总距离n
*
，以通过竖直模组的电机进行脉冲控制，实现竖直移动模组运动到目标位置。
[0039]
立体车库模拟运行控制系统，用于控制水平移动模组运动到目标位置，车设置于水平移动模组上，包括水平脉冲计算模块、水平距离计算模块、水平局部距离计算模块、水平误差调整模块和水平脉冲统计模块；
[0040]
水平脉冲计算模块用于获取水平移动模组的当前位置，计算当前位置与目标位置之间理想状态下需要向水平模组的电机发送的脉冲信号个数n1；
[0041]
水平距离计算模块用于设定脉冲加速发送阶段中的加速区域时间tacc和脉冲发送速度的最大值maxspeed，计算在加速发送阶段水平移动模组的运动距离l
acc
、减速发送阶段水平移动模组的运动距离l
dec
、匀速发送阶段水平移动模组的运动距离ly；
[0042]
水平局部距离计算模块用于匀速发送阶段维持脉冲的发送速度为maxspeed，在每个区域时间t内，计算得出局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
；
[0043]
水平脉冲统计模块用于误差调整模块用于匀速发送阶段计算局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
之间的位移误差e，通过位移误差e动态调整发送速度maxspeed；
[0044]
水平脉冲统计模块用于记录脉冲匀速发送阶段的脉冲数量n2，计算水平模组运动过程中脉冲发送的总距离n
*
，以通过水平模组的电机进行脉冲控制，实现水平移动模组运动到目标位置。
[0045]
立体车库模拟运行控制系统，用于控制竖直移动模组运动到目标位置，车设置于竖直移动模组上，包括竖直脉冲计算模块、竖直距离计算模块、竖直局部距离计算模块、竖直误差调整模块和竖直脉冲统计模块；
[0046]
竖直脉冲计算模块用于水平脉冲计算模块用于获取水平移动模组的当前位置，计算当前位置与目标位置之间理想状态下需要向水平模组的电机发送的脉冲信号个数n1；
[0047]
竖直距离计算模块用于水平距离计算模块用于设定脉冲加速发送阶段中的加速区域时间tacc和脉冲发送速度的最大值maxspeed，计算在加速发送阶段水平移动模组的运动距离l
acc
、减速发送阶段水平移动模组的运动距离l
dec
、匀速发送阶段水平移动模组的运动距离ly；
[0048]
竖直局部距离计算模块用于水平局部距离计算模块用于匀速发送阶段维持脉冲的发送速度为maxspeed，在每个区域时间t内，计算得出局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
；
[0049]
竖直误差调整模块用于水平脉冲统计模块用于误差调整模块用于匀速发送阶段计算局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
之间的位移误差e，通过位移误差e动态调整发送速度maxspeed；
[0050]
竖直脉冲统计模块用于水平脉冲统计模块用于记录脉冲匀速发送阶段的脉冲数量n2，计算水平模组运动过程中脉冲发送的总距离n
*
，以通过水平模组的电机进行脉冲控
制，实现水平移动模组运动到目标位置。
[0051]
一种计算机可读储存介质，所述计算机可读储存介质上存储有若干分类程序，所述若干分类程序用于被处理器调用并执行如上控制方法。
[0052]
本发明提供的立体车库模拟运行控制方法及系统的优点在于：本发明结构中提供的立体车库模拟运行控制方法及系统，。
附图说明
[0053]
图1为本发明的结构示意图；
具体实施方式
[0054]
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，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。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0055]
车辆在立体车库中移动时，设定目标位置，根据立体车库中每个设定位置上设置的传感器，可以实时获取车辆的当前位置，根据目标位置和当前位置的差值，可以得到车辆的移动距离，该移动距离包括水平移动和竖直移动，水平移动通过水平移动模组实现，竖直移动通过竖直移动模组实现，水平移动模组和竖直移动模组均是通过电机驱动齿轮组件转动实现模组运动的，其中齿轮组件包括主动轮和与主动轮啮合的从动轮，主动轮套设在电机的输出端并通过电机驱动转动，从动轮依据啮合传动随着主动轮转动而转动，水平移动模组和竖直移动模组的工作原理和过程一致，本实施例以水平移动模组为例进行总体说明，通过向水平移动模组中电机发送脉冲信号来驱动电机转动，同时可以通过获取从动轮上编码器反馈的旋转角度变化量，来计算水平移动模组的实际运动距离，进而通过位移误差反馈调节速度来实现对水平移动模组的运动误差动态调节，结合竖直移动模组的误差调节，最终将车辆输送到目标位置。
[0056]
如图1所示，本发明提出的立体车库模拟运行控制方法，用于控制水平移动模组运动到目标位置，车设置于水平移动模组上，包括：
[0057]
s100：获取水平移动模组的当前位置，计算当前位置与目标位置之间理想状态下需要向水平模组的电机发送的脉冲信号个数n1；
[0058]
计算当前位置与目标位置之间差值得到水平移动模组在水平轴上运动的总距离lm；根据总距离lm设定理想状态下共需向水平模组发送的脉冲信号个数n1。
[0059]
其中目标位置为车需要移动到的位置，可以通过外设控制显示器进行人为设定，也可以为事先预设的位置信息，当前位置为传感器反馈的位置信息。
[0060]
s200：设定脉冲加速发送阶段中的加速区域时间t
acc
和脉冲发送速度的最大值maxspeed，计算在加速发送阶段水平移动模组的运动距离l
acc
、减速发送阶段水平移动模组的运动距离l
dec
、匀速发送阶段水平移动模组的运动距离l
un
；具体包括s201至s204：
[0061]
s201：将发送脉冲速度从0增加至t
acc
，计算得到在区域时间t的脉冲发送速度speed，0《t《t
acc
；
[0062]
设定maxspeed和t
acc
，开始向伺服电机发送脉冲信号，即在时间t
acc
内，将发送脉冲
的速度从0增加至maxspeed，在区域时间t的脉冲发送速度speed可由以下公式计算：
[0063][0064]
其中，0《t《t
acc
；在本实施例中，t
acc
＝0.5，maxspeed＝150000；
[0065]
s202：对t
acc
按照区域时间t进行区间划分得到m个划分区域，在区域时间t内，读取从动轮上编码器r的旋转角度变化量，计算得到水平移动模组在区域时间t内的实际运动距离l。
[0066]
将t
acc
划分成同间隔的时间段，一个时间段对应一个区域时间t，每个区域时间t按照上述speed公式计算得到的速度运动，在每个区域时间t中，通过从动轮上编码器r反馈的编码器的旋转角度变化量a度，通过以下公式计算得到实际运动距离l：
[0067][0068]
其中，r为编码器的半径；本实施例中的区域时间t的取值需要满足，编码器在区域时间t内不会旋转超过一周，在本方法中，t的最佳取值为0.02s。
[0069]
需要说明的是，在以上speed公式运算过程中，第一个区域时间(0至t)对应的时间是t，第二个区域时间(t至2t)对应的时间是2t，依次类推，直至完成所有区域时间的时间对应，在脉冲加速阶段(0至t
acc
)，随着时间增加，速度也在增加，直至达到脉冲发送速度的最大值maxspeed。
[0070]
s203：对m个区域中的实际运动距离进行依次累加，得到运动距离l
acc
；
[0071]
通过步骤s202可以计算每个区域时间t中的实际运动距离l，将m个实际运动距离l(每个区域时间下的实际运动距离存在一定的差异，在此是总称)进行叠加，可以得到脉冲加速发送阶段水平移动模组的运动距离l
acc
。
[0072]
s204：根据当前位置与目标位置计算得到水平移动模组水平运动的总距离lm，运动距离l
dec
等于运动距离l
acc
，运动距离l
un
等于lm依次减去运动距离l
dec
和运动距离l
acc
，并统计加速发送阶段脉冲发送的数量n
acc
。
[0073]
lm根据目标位置和当前位置坐标直接差值得到，减速发送阶段的速度变化与加速发送阶段的速度变化曲线正好相反，则减速发送阶段预期运动距离l
dec
＝l
acc
，匀速运动距离l
un
＝lm
–2×
l
acc
，统计整个加速发送阶段共发送脉冲数量n
acc
个，则整个减速发送阶段共发送脉冲数量n
dec
＝n
acc
。
[0074]
通过步骤s201至s204，实现水平移动模组在脉冲加速发送阶段中的持续运动，在此运动过程中，可以根据编码器反馈的旋转角度变化量计算水平移动模组在整个脉冲加速发送阶段的实际运动距离l
acc
，进而得到减速发送阶段水平移动模组的运动距离l
dec
，以及匀速发送阶段水平移动模组的运动距离l
un
，为匀速发送阶段的脉冲控制提供了实际运动距离的参量。
[0075]
s300：匀速发送阶段维持脉冲的发送速度为maxspeed，在每个区域时间t内，计算得出局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
；具体包括：
[0076]
s301：局部实际运动距离l通过实际运动距离l的计算公式得到；
[0077]
匀速发送阶段的局部实际运动距离l也是通过从动轮上编码器r反馈的编码器r的
旋转角度变化量a度，是水平移动模组的实际运动，通过以下公式计算得到实际运动距离l：
[0078][0079]
其中，r为编码器的半径；本实施例中的区域时间t的取值需要满足，编码器在区域时间t内不会旋转超过一周，在本方法中，t的最佳取值为0.02s。
[0080]
s302：将运动距离l
un
按照区域时间t划分成设定段，将每个设定段的长度作为局部理想运动距离l
lx
。
[0081]
区域时间t与速度maxspeed可以计算得到每个区域时间t内的位移，该位移量作为局部理想运动距离l
lx
，将每个区域时间t对应的局部理想运动距离l
lx
累加后等于运动距离l
un
，匀速发送阶段和加速发送阶段中的区域时间t的定义是一致的，对于区域时间t的阐述在此不赘述了。
[0082]
通过步骤s301至s302，可以计算得到局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
，以供步骤s400进行误差动态修正。
[0083]
s400：匀速发送阶段计算局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
之间的位移误差e，通过位移误差e动态调整发送速度maxspeed；
[0084]
水平移动模组在实际匀速运动过程存在一定的运动偏差，不可能完全按照理想的匀速运动，因而在该区域时间t内，计算水平移动模组的局部实际运动距离l与局部理想运动距离l
lx
之间位移误差e，以调整下一个区域时间t内，水平移动模组该按照什么速度进行运动，以使得水平移动模组能更贴近局部理想运动距离l
lx
进行运动。
[0085]
位移误差e的计算公式如下：
[0086][0087]
通过位移误差e动态调整后的发送速度计算公式如下：
[0088][0089]
其中，α为进行校准的最低触发阈值，β为进行校准的最高触发阈值，超过β的误差视为β，θ为最大补偿值。在本实施例中，一个优选的取值为α＝0.0005，β＝0.005，θ＝1000。
[0090]
s500：记录脉冲匀速发送阶段的脉冲数量n
un
，计算水平模组运动过程中脉冲发送的总脉冲数n
*
，修正理想状态下需要向水平模组的电机发送的脉冲信号个数n1，以通过水平模组的电机进行脉冲控制，实现水平移动模组运动到目标位置，n
*
＝2n
acc
+n
un
。
[0091]
重复步骤s400至s500直到平台运动到l
acc
+l
un
处，然后开始减速发送阶段，减速阶段不再进行校准，直接采用加速发送阶段所得到的参数。到达目标位置后，更新运动需要的总脉冲数量为n
*
，供下次运动使用。
[0092]
以上通过步骤s100至s500对水平移动模组在进行水平位移控制时，同步通过同方案对竖直移动模组也进行步操作，即可使车辆精确运动到目标位置，使得立体车库运行驱动车辆运动到目标位置的过程中，车辆运动定位的误差始终在阈值范围内，避免了车辆与
立体车库内部结构件的干涉，从而造成车辆受损的缺陷，提高了立体车库的使用安全性。
[0093]
以上运行控制方法可以采用如下装置实现：车辆设置在十字坐标平台上，十字坐标平台下方设置水平移动模组和竖直移动模组，水平移动模组滑动设置于竖直移动模组上，十字坐标平台滑动设置于水平移动模组上，水平移动模组和竖直移动模组是彼此独立运行的，因而通过分别控制两个移动模组上的电机来实现两个模组的独立运行，进而最终带动十字坐标平台运动到目标位置；通过本实施例中的运行控制方法使得十字坐标平台能精确的运动到目标位置上。
[0094]
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0095]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。