[發明專利]基于二維磁編碼的定位方法及定位系統

有效

• 申請號: 201310128059.4
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN103234564A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 李維釗;韓艷祥;趙大洪
• 申請（專利權）人: 山東聯友通信科技發展有限公司
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 丁修亭

技術領域

本發明涉及一種應用磁編碼技術的定位方法及定位系統。

背景技術

在室內地面作業中，如工廠車間等，載具（自動導引車等）確定其自身在作業平面中的位置是自動化作業的基礎。因應該載具在作業平面中位值確定的要求，普遍采用定位方法。當前存在多種定位技術，主要有如下三種定位方法：

????第一種定位方法：RFID（Radio?Frequency?Identification，射頻識別技術，又叫無線射頻識別或者電子標簽）定位技術，通過在地面預定位置處埋設RFID標簽，在載具上安裝讀卡器，通過讀卡器對RFID標簽的位置判斷，確定載具在作業平面上的位置信息。

第二種定位方法：慣性定位技術，慣性定位技術最早成功應用于軍事，通過速度、加速度和角度傳感器，載具的控制系統可以計算出當前位置相對于起始位置的距離和方向，從而確定自身相對于起始點的位置信息。

第三種定位方法：無線定位技術，在載具上安裝無線發射裝置，在空間中安裝探測器，對安裝在載具上的發射裝置發射出的特定電磁波，空間中的多個探測器對其進行解算，確定相互之間的到達時間差、到達角。利用幾何關系計算出發射天線的位置，從而計算出載具在地面上的位置。

上述三種定位方法結合特定的應用環境，在實際中均有所應用，如WiFi無線定位技術。但是都存在以下缺點：

缺點1：RFID在定位技術上應用，一般為無源RFID，存在定位響應時間較長，一般一次喚醒需要100ms左右，限制了載具的運行速度；且定位精度較差，一般大于100mm。對于有源RFID雖然在一定程度上解決了上述缺點，但是由于敷設標簽比較繁瑣、成本較高，使得其在較大范圍的作業場所不具備現實性。

缺點2：慣性定位技術雖然可以實現較高的定位精度，但是成本非常高，不適合對定位精度要求不高的一般性應用。

缺點3：無線定位技術雖然具有安裝靈活的優點，但是定位精度較差，如WiFi結合RFID的無線定位技術，定位精度一般在1000mm以上，高精度的專用無線定位產品，如沖擊無線電，成本非常高，不適合對定位精度要求不高的一般性應用。

中國CN102192699A公開了一種非接觸式感應裝置，其較詳細的描述了利用磁條及配置的檢測器進行載具位置、速度、計數或者異常狀態的判斷，其公開了一種基于磁條技術的基本定位原理。更具體地，參見其說明書第0040段，指出用于N、S標識0、1，從而在0與1信號見個連續出現的區段段表某種信息，無信號區段代表無載具通過。在其實現中，當某一檢測器檢測到1信號后，代表該載具已到達預定位置，可進行（或關閉）下一特定動作；而根據兩個1信號之間的時間差計算移動速度等，提出速度、位置的解決方案。

上述CN102192699A采用一磁條實現對如位置、速度、計數或者異常狀態的判斷，計算量相對比較大，響應能力不足。單磁條配置的N、S磁極制作相對比較麻煩，成本偏高。因此，在采用磁條定位的絕大多數實現中，普遍采用配合其他定位方式進行綜合定位的方法。

在如中國專利文獻CN102661745A中，公開了一種帶磁條和RFID標簽自動行走機器人的導航方式，其采用綜合的定位方法，自然不可避免的會存在如RFID定位方法的固有缺陷。

發明內容

因此，本發明的目的在于一方面提供一種實現簡單且定位可靠的基于二維磁編碼的定位方法，另一方面一種定位系統。

本發明采用以下技術方案：

依據本發明的一個方面的一種基于二維磁編碼的定位方法，在載具預定路徑選定的節點上設置標識對應節點的二維磁編碼塊，并在路徑的節點間鋪設在路徑方向上磁場強度周期性變化的磁帶，相應地，在載具上設置用于檢測所運行路徑上磁場分布的霍爾傳感器組以及處理設備，從而，載具在運行時基于周期性變化的磁場而被導引，以當前節點所處的位置為定位基準用于當前節點到下一節點間的載具定位；對應地，節點之間通過磁帶上周期計數及波長乘積確定在所述基準條件下的絕對位置。

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依據本發明的另一個方面的一種基于二位編碼的定位系統，包括在載具運行預定路徑選定節點上設置的二維磁編碼塊和按照路徑連接所述節點而構成磁軌道的磁帶，以及設置在載具上的對路徑上磁介質進行識別的霍爾傳感器組和對所識別信號進行處理的處理設備，從而該處理設備依據所處理的結果輸出控制所述載具沿所述路徑運行并依據二維磁編碼塊標定的位置結合磁帶進行定位；其中，所述磁帶由磁性介質塊周期性陣列而成具有在路徑方向上強度周期變化的磁場。