技术领域
[0001] 本
发明涉及低速有轨车辆技术领域，特别是一种结合GNSS卫星定位和遮挡板的有轨车辆对门系统及方法。
背景技术
[0002] 对于现有装
煤车等车辆的运动控制，几乎以人工操作为主，司机通过控制档把
手柄切换前进后退等档位，完成对大车的运动控制。但是通过手工控制，会存在
位置控制不精确、反复对准效率低，每个司机的对准速度和精确度不同，由于每个司机的操作
水平和操作习惯不同，两个司机同样操作大车对准某个炉号，对准的
精度会产生较大的差别。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种结合GNSS卫星定位和遮挡板的有轨车辆对门系统及方法，旨在解决
现有技术中对于装煤车等大型车辆存在对准精度低的问题，实现提高对准的速度和效率，提高生产效率。
[0004] 为达到上述技术目的，本发明提供了一种结合GNSS卫星定位和遮挡板的有轨车辆对门系统，所述对门系统包括：
[0005] 车辆安装有定位模
块、激光
传感器、档位继电器以及
读卡器；
[0006] 在车辆前进一侧
墙壁上设置有遮挡板，遮挡板在所述车辆在运动过程中被车辆前后两侧包围；
[0007] 各个炉号或位置设置射频卡，通过所述读卡器进行炉号或位置读取；
[0008] 所述激光传感器分布在车辆左右两侧，车辆前后两侧分别设置发射头和接收头；
[0009] 所述定位模块通过GNSS差分定位对车辆位置进行厘米级定位；
[0010] 所述激光传感器被遮挡板遮挡的程度决定档位继电器的档位，进行毫米级定位。
[0011] 优选地，所述激光传感器被遮挡板遮挡的程度决定档位继电器的档位具体为：
[0012] 当左右两侧的激光传感器任一侧被遮挡板遮挡时，档位继电器降挡；
[0013] 当左右两侧的激光传感器两侧均被遮挡板遮挡时，档位继电器为停止档。
[0014] 优选地，所述系统还包括：
[0015] 在车辆上设置激光测距雷达，用于实时计算车辆之间的距离与相对速度，当在危险数值内，进行强制
制动。
[0016] 本发明还提供了一种利用所述对门系统实现有轨车辆对门的方法，所述方法包括以下步骤：
[0017] 通过GNSS差分定位对车辆位置进行厘米级定位，控制档位继电器，以高档位向目标位置或炉号移动；
[0018] 通过激光传感器被遮挡板遮挡的程度决定档位继电器档位，进行毫米级定位，当激光传感器一侧被遮挡板遮挡时，以低档位前进，当读取到目标炉号且两侧均被遮挡板遮挡时，进行制动停止前进。
[0019] 优选地，所述方法还包括：
[0020] 通过激光测距雷达实时计算车辆之间的距离与相对速度，当在危险数值内，进行强制制动。
[0021] 优选地，所述档位继电器通过控制多路继电器的开合状态，完成对车辆运动的控制操作。
[0022] 发明内容中提供的效果仅仅是
实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
[0023] 与现有技术相比，本发明结合GNSS卫星定位和激光遮挡板，利用GNSS卫星定位实现车辆的厘米级定位，利用激光传感器以及遮挡板的配合操作实现车辆的毫米级定位，并通过档位
控制器控制车辆档位的升降，从而实现以自动化方式对车辆的精确控制，精度达到2mm，辅助司机对车辆进行精确的位置控制，该系统目前应用于焦化厂装煤车、推焦车等大车的的精确运动及控制，辅助大车司机对车辆的运动进行精确控制，能以自动模式控制车辆运动到
指定的精确位置，完成装煤车、推焦车精确对准炉口的操作，避免了人工操作时反复调节出现不同误差，提高了对准的速度和效率，提高了生产效率。
附图说明
[0024] 图1为本发明实施例中所提供的车辆移动过程中一侧激光传感器被遮挡时的状态示意图；
[0025] 图2为本发明实施例中所提供的车辆移动过程中两侧激光传感器均被遮挡时的状态示意图；
[0026] 图3为本发明实施例中所提供的系统布线
电路结构示意图。
具体实施方式
[0027] 为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
[0028] 下面结合附图对本发明实施例所提供的一种结合GNSS卫星定位和遮挡板的有轨车辆对门系统及方法进行详细说明。
[0029] 本发明公开了一种结合GNSS卫星定位和遮挡板的有轨车辆对门系统，所述系统包括：
[0030] 车辆安装有定位模块、激光传感器、档位继电器以及读卡器；
[0031] 在车辆前进一侧墙壁上设置有遮挡板，遮挡板在所述车辆在运动过程中被车辆前后两侧包围；
[0032] 各个炉号或位置设置射频卡，通过所述读卡器进行炉号或位置读取；
[0033] 所述激光传感器分布在车辆左右两侧，车辆前后两侧分别设置发射头和接收头；
[0034] 所述定位模块通过GNSS差分定位对车辆位置进行厘米级定位；
[0035] 所述激光传感器被遮挡板遮挡的程度决定档位继电器的档位，进行毫米级定位。
[0036] 利用GNSS差分定位原理，由基准站和移动站组完成大车的厘米级定位，GNSS移动站以10Hz的
频率将车辆的实时位置传输至本系统。通过GNSS卫星定位，实现大车的宏观定位，移动距离大于1cm以上。
[0037] 如图1、2所示，利用遮挡板以及两束激光传感器配合使用，完成大车的毫米级定位。在固定墙壁上设置遮挡板，并在车辆的左右两侧分别设置激光传感器，包括发射头和接收头，发射头和接收头分别位于车辆的前后两侧，发射头发射激光至接收头，接收头将接收到的激光
信号发送至红外对射采集器中。车辆在前进过程中，右侧传感器首先被遮挡板遮挡住，红灯亮起，将车速降到最低；当车辆左侧传感器被遮挡板遮挡住时，此时左右两侧传感器均为遮挡，此时红灯熄灭，绿灯亮起，并制动停车。通过预埋的射频卡对炉号或位置进行标定，辅助完成定位操作，车辆上的读卡器以20Hz频率将预埋卡片信息传输至本系统。
[0038] 利用串口继电器完成对车辆动
力的自动控制，对车辆的档位控制手柄进行改造，通过多路
开关，进行手动、自动切换，当切换到自动模式时，由系统控制的多路继电器的开合状态，完成对车辆运动的控制操作。在本发明实施例中设置七个档位，前进三档、后退三档、停止一档，通过继电器开合状态实现上述档位。
[0039] 同时在车辆上设置激光测距雷达，以实现大车的防撞功能。在自动模式下，利用激光测距雷达测量大车与推焦车之间的距离与相对速度，当位置过近或相对速度过快时，强行制动防止撞车。
[0040] 本系统的电路布线如图3所示，红外对射采集器的AIN0、AIN1信号端分别连接4个接收头BLUE信号端，AIN2信号端连接推焦开关，GND端接发射头和接收头的BLACK信号端，+VIN端连接发射头和接收头的RED信号端。
[0041] 读卡器的+VIN端接红外对射采集器的+VIN端，GND端接红外对射采集器的GND端；激光测距雷达的RED信号端连接红外对射采集器的+VIN端，BLACK信号端连接红外对射采集器的GND端；485继电器的+VIN端接红外对射采集器的+VIN端，GND端接红外对射采集器的GND端，485继电器还连接有手动/自动切换开关，开关处于自动档位时，485继电器控制原继电器输出1-7的开合状态，开关处于手动档位时，原档位继电器接入电路。
[0042] 通过本发明实施例所述系统的具体操作流程如下：
[0043] 点击目标位置，输入炉号，例如20；通过GNSS移动站，得到大车当前位置，与目标位置经纬度比较得出距离方向；点击自动模式，根据目标距离与方向，确定档位，输出到档位继电器；运动过程中，实时计算车辆与目标距离；当距离目标为N米时，减速变档，直到减速到最低档；当读取到目标卡号时，档位继电器进入点动模式；当左右激光传感器同时被遮挡时，进行制动；连续三秒确认左右激光传感器都遮挡后，提示完成操作。
[0044] 在上述操作过程中，激光测距雷达实时计算车辆之间的距离与相对速度，若在危险数值内，则直接强制制动，结束本次自动操作，并提示防撞功能已经启动。
[0045] 本发明实施例结合GNSS卫星定位和激光遮挡板，利用GNSS卫星定位实现车辆的厘米级定位，利用激光传感器以及遮挡板的配合操作实现车辆的毫米级定位，并通过档位控制器控制车辆档位的升降，从而实现以自动化方式对车辆的精确控制，精度达到2mm，辅助司机对车辆进行精确的位置控制，该系统目前应用于焦化厂装煤车、推焦车等大车的的精确运动及控制，辅助大车司机对车辆的运动进行精确控制，能以自动模式控制车辆运动到指定的精确位置，完成装煤车、推焦车精确对准炉口的操作，避免了人工操作时反复调节出现不同误差，提高了对准的速度和效率，提高了生产效率。
[0046] 本发明实施例还公开了一种利用上述对门系统实现有轨车辆对门的方法，所述方法包括以下操作：
[0047] 通过GNSS差分定位对车辆位置进行厘米级定位，控制档位继电器，以高档位向目标位置或炉号移动；
[0048] 通过激光传感器被遮挡板遮挡的程度决定档位继电器档位，进行毫米级定位，当激光传感器一侧被遮挡板遮挡时，以低档位前进，当读取到目标炉号且两侧均被遮挡板遮挡时，进行制动停止前进。
[0049] 利用GNSS差分定位原理，由基准站和移动站组完成大车的厘米级定位，GNSS移动站以10Hz的频率将车辆的实时位置传输至本系统。通过GNSS卫星定位，实现大车的宏观定位，移动距离大于1cm以上。
[0050] 利用遮挡板以及两束激光传感器配合使用，完成大车的毫米级定位。在固定墙壁上设置遮挡板，并在车辆的左右两侧分别设置激光传感器，包括发射头和接收头，发射头和接收头分别位于车辆的前后两侧，发射头发射激光至接收头，接收头将接收到的激
光信号发送至红外对射采集器中。车辆在前进过程中，右侧传感器首先被遮挡板遮挡住，红灯亮起，将车速降到最低；当车辆左侧传感器被遮挡板遮挡住时，此时左右两侧传感器均为遮挡，此时红灯熄灭，绿灯亮起，并制动停车。通过预埋的射频卡对炉号或位置进行标定，辅助完成定位操作，车辆上的读卡器以20Hz频率将预埋卡片信息传输至本系统。
[0051] 利用串口继电器完成对车辆动力的自动控制，对车辆的档位控制手柄进行改造，通过多路开关，进行手动、自动切换，当切换到自动模式时，由系统控制的多路继电器的开合状态，完成对车辆运动的控制操作。在本发明实施例中设置七个档位，前进三档、后退三档、停止一档，通过继电器开合状态实现上述档位。
[0052] 同时在车辆上设置激光测距雷达，以实现大车的防撞功能。在自动模式下，利用激光测距雷达测量大车与推焦车之间的距离与相对速度，当位置过近或相对速度过快时，强行制动防止撞车。
[0053] 车辆在对门过程中具体操作流程如下：
[0054] 点击目标位置，输入炉号，例如20；通过GNSS移动站，得到大车当前位置，与目标位置经纬度比较得出距离方向；点击自动模式，根据目标距离与方向，确定档位，输出到档位继电器；运动过程中，实时计算车辆与目标距离；当距离目标为N米时，减速变档，直到减速到最低档；当读取到目标卡号时，档位继电器进入点动模式；当左右激光传感器同时被遮挡时，进行制动；连续三秒确认左右激光传感器都遮挡后，提示完成操作。
[0055] 在上述操作过程中，激光测距雷达实时计算车辆之间的距离与相对速度，若在危险数值内，则直接强制制动，结束本次自动操作，并提示防撞功能已经启动。
[0056] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
