[发明专利]一种沿轨道移动物体位置和速度的检测方法

摘要

本发明公开了一种沿轨道移动物体位置和速度的检测方法，该方法具有较高的测量精度和抗干扰能力，成本低且易于实现。技术方案是基于挡板式透光挡光原理判断物体相对移动，设计一个定位测速系统对沿轨道移动的物体进行定位和测速。该定位测速系统的设计方案有两种，一种是由齿槽板、多个分区检测器和一个上位处理器组成，一种是由齿槽板和分区检测器组成。齿槽板是无源挡光设备，当它与分区检测器发生相对移动时，分区检测器根据检测到的定位状态的变化次数计算车辆的相对移动量，根据定位状态在循环表中转移的顺序判定沿轨道移动物体的移动方向。上位处理器融合所有分区检测器检测到的信号后计算出移动物的位置和速度。

主权项

1.一种沿轨道移动物体位置和速度的检测方法，其特征在于基于挡板式透光挡光原理判断物体相对移动，设计一个定位测速系统对沿轨道移动的物体进行相对定位和速度测量，定位测速系统包括齿槽板和分区检测器：1.1齿槽板是无源挡光设备，由深色不透明材料制成，齿槽板的齿槽为矩形，所有的齿宽均相等，所有的槽宽也相等，齿宽和槽宽可以相等，也可以不等，一个齿宽和一个槽宽构成了一个齿槽的周期长度L；1.2分区检测器由红外发射板、红外接收板及逻辑处理板组成；红外发射板和红外接收板面对面正对地安装在分区检测器的两面内侧壁上，逻辑处理板安装在分区检测器盒底，红外发射板与逻辑处理板上的电源相连，红外接收板与逻辑处理板上的信号检测电路接口相连；红外发射板和红外接收板上正对地、等间距地安装多个红外发射器和红外接收器，空间上正对的一个红外发射器和一个红外接收器构成一套红外对管；相邻两套红外对管的距离不是齿槽板齿宽或槽宽的整数倍；红外发射器发射红外光，红外接收器检测其对面红外发射管发出的红外光，如果红外发射器和红外接收器之间没有挡光物体，红外接收器就能检测到红外发射器发出的红外光，反之则检测不到；当齿槽板相对分区检测器移动时，红外接收器的导电特性因齿槽挡光和透光作用而反复变化；逻辑处理板由信号检测电路、微处理器以及输出接口电路组成，信号检测电路与红外接收板相连，依据红外接收管的导通或截止状态分别产生逻辑高、低电平，高电平对应逻辑“1”，低电平对应逻辑“0”，并将该信号输入至微处理器的I/O口，微处理器计算出齿槽板或分区检测器移动的位移和方向，并输出位移脉冲信号和方向信号至接口电路，必要时还输出速度信号。1.3定位和测速的基本原理是：当齿槽板和分区检测器发生相对运动时，由于齿槽的挡光和透光作用致使红外接收器光电特性发生变化，逻辑处理板中的信号检测电路根据红外接收器的这种特性变化输出不同的逻辑电平；齿槽板或分区检测器连续移动，信号检测电路输出的逻辑电平构成了矩形波——称为定位脉冲，若在分区检测器中配置多套红外发射器和红外接收器，信号检测电路就输出多路定位脉冲，同一时刻下各路定位脉冲信号的逻辑电平的组合称为一组“定位状态”；齿槽板或分区检测器每移动单位距离，定位状态 就变化一次，根据检测到的定位状态的变化次数就可以计算车辆的相对移动量；同时，根据任意两路定位脉冲的相位关系可以判定齿槽板移动方向；另外，随着齿槽板相对分区检测器的不断移动，定位状态是循环变化的，所有可能出现的定位状态组成“状态循环表”，根据检测到的定位状态在循环表中转移的顺序也可以判定齿槽板的移动方向；此外，根据单位时间内齿槽板的位移量还可以计算出物体移动的速度。