[发明专利]一种基于导轨定位导引系统及方法

说明书

本发明提供一种基于导轨定位导引系统及方法，包括上位机、导轨带、信标、接收器阵列或发射接收器阵列；上位机给出接收器阵列或发射接收器阵列移动要求；导轨带发射或反射由发射接收器阵列发射的定位导引信号，由接收器阵列或发射接收器阵列接收，形成导轨带在接收器阵列或发射接收器阵列上的投影；接收器阵列发射接收器阵列固定于被定位导引目标上；比较投影与自身定位参考，获得以导轨带为参照的相对位置；接收信标发送信息，获得上位机移动要求；比较信标实际经过次序与设定经过次序，获得以信标为参照的相对移动方向；将移动要求，自身方位、速度、倾角信息输入被定位导引目标的驱动控制系统，实现被定位导引目标按上位机要求移动或停止目的。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别涉及一种基于导轨定位导引系统及方法。

背景技术

现有基于导轨定位导引方式包括电磁轨道方式、金属轨道方式和视觉导引方式。电磁轨道方式利用铺设在地上的电磁轨道来设置行驶路线，被定位导引目标根据其上安置的传感器检测电磁轨道的信息进行导引，电磁导引的优点是导引线隐蔽，不易污染和破损，导引原理简单可靠，便于通讯和控制，对声光无干扰，制造成本低，缺点是路径难以更改扩充，对复杂路径难以适应，传感器长时间使用后会出现温漂、磁饱和问题，而且有些应用场合对光洁度要求很高，铺设磁条影响美观、不便管理。

金属轨道导引方式是利用铺设于地上或空中的金属轨道来设置行驶路线，被定位导引完全按金属轨道的约束行驶。轨道导引方式的优点是作业站定位简单、准确；缺点是搬运路径变化时需要重新铺设轨道，费事费时，路径修改灵活性差，适合路径固定的生产方式，对轨道在作业站点相对作业装备的位置及方向要求高。

视觉导引以光信号为基础，利用铺设于地面的色带或者导引带，通过对摄像机或视觉传感器才入的色带信号就行处理后实现被定位导引目标的定位导引，其优点是反应速度快，不易受电磁干扰和环境影响，适应能力强；缺陷是外界复杂环境对色带导轨或导引轨道的污染磨损和意外破坏会导致导引的可靠性降低，甚至导致定位导引无法正常工作。

发明内容

为了解决现有基于导轨定位导引方式扩展性差问题，本发明提出一种基于导轨定位导引系统，包括：上位机、导轨带、沿所述导轨带设置的多个信标，固定安装于被定位导引目标上的接收器阵列或发射接收器阵列；

所述上位机与所述导轨带、所述信标均通信连接；所述信标与所述接收器阵列或所述发射接收器阵列以无线通信方式连接；

所述接收器阵列由多个接收器以阵列形式排布组成；所述发射接收器阵列由多个发射器和多个接收器以阵列形式排布组成；

所述上位机通过所述信标向所述接收器阵列或所述发射接收器阵列发送移动要求和待经过信标列表及次序；

所述导轨带用于发射定位导引信号至所述接收器阵列；所述接收器阵列用于根据所述定位导引信号确定所述导轨带在所述接收器阵列上的投影，以及用于将所述投影与所述接收器阵列的接收器阵列定位参考进行比较，并根据比较结果确定所述被定位导引目标以所述导轨带为参照的相对位置；所述接收器阵列还用于将所述被定位导引目标实际经过的信标及次序与所述待经过信标列表及次序进行比较，根据比较结果确定所述被定位导引目标以所述信标为参照的相对移动方向；

或者，

所述发射接收器用于向所述导轨带发射定位导引信号；所述导轨带用于反射由所述发射接收器发射的所述定位导引信号至所述反射接收器；所述反射接收器还用于根据反射回来的所述定位导引信号确定所述导轨带在所述发射接收器阵列上的投影，以及用于将所述投影与所述发射接收器阵列的发射接收器阵列定位参考进行比较，并根据比较结果确定所述发射接收器以所述导轨带为参照的相对位置；所述反射接收器阵列还用于将所述被定位导引目标实际经过的信标及次序与所述待经过信标列表及次序进行比较，根据比较结果确定所述被定位导引目标以所述信标为参照的相对移动方向。

可选的，所述基于导轨定位导引系统包括接收器阵列；