地面交通用永磁体构成的航线和信标的方法及编码技术

本发明专利技术涉及地面机动运载装置的自动控制和自动化管理技术领域。它采用永磁体，按照一定间距沿一定轨迹单线排列，其Ｎ、Ｓ磁极正或反向垂直于路面且符合一定信息编码与传输格式埋设，从而构成地面交通磁性航线和信标。本发明专利技术可以达到测控装置的要求，提供固定的地面导航、交通管理及其它信息。是实现对机动载体的自动化控制和管理的重要一环。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地面机动运载装置的自动控制和自动化管理技术，它只是该
最基础的一部分即地面交通用永磁体构成的航线和信标的方法及编码。目前GPS卫星定位系统及其它无线电导航系统能为机动载体提供位置及导航信息，但它还难以满足地面机动运载装置自动驾驶对位置精度及其它某些信标方面的要求，虽有基本上采用主动测控方式实现汽车自动驾驶及智能运载机器人的报道，但这项技术与实用化尚有很大距离。本专利技术的目的在于给出一种能够被检测系统容易识别的信息量大的可靠的道路标志，它能够用于测控系统对地面机动载体的自动化控制和自动化管理。本专利技术可以达到测控装置的要求，提供固定的地面导航、交通管理及其它信息。是实现对机动载体的自动化控制和管理的重要一环，也是一项最基础的
技术实现思路
。本专利技术包含两部分内容1.地面交通用永磁体构成的磁性航线和信标的方法a)有关问题的说明及定义航线指设定的一条机动载体运行的轨迹线；信标符合一定信息编码与传输格式的信息标志；步距指航线上两个相临永磁体之间的间距；Hev地磁场的垂直分量；Ham永磁体的轴向分量；Hfm合成磁场；Bh高于路面400毫米，横向偏离永磁体，轴向磁场强度分量Ham(-3db)幅度半衰宽度；本专利技术中定义，在北半球N、S磁极自上而下，在南半球自下而上设置为正向，并用代码“1”代表其状态；反之为负向，并用代码“0”代表其状态。永磁体的编排间距称之为步距，公路交通中的步距分A、B、C、D、E五个等级，分别用Sa、Sb、Sc、Sd、Se代表。其中Sa＝8M；Sb＝4M；Sc＝2M；Sd＝1M；Se＝1.5M。Sa、Sb、Sc、Sd为速度步距，Se为编码步距。本专利技术中定义地磁场垂直分量向下为正，因而地磁场垂直分量北半球为正，南半球为负。b)永磁体的主要构成形式永磁体采用直径26毫米、长度280毫米(允许拼装)圆柱体，材料选择铁氧体35；或采用直径16毫米、长度280毫米(允许拼装)钕铁硼永磁体。永磁体充磁并经过老化处理，装在带有黑(在“N”磁极端)、白色(在“S”磁极端)堵头的外径32或20毫米、长290毫米的PVC塑料管中，然后密封。塑料管外面涂有分档色标。永磁体按距N极端头轴线方向0.6米给定点处的磁场强度分档，并用色标表示，色标分档如下棕色16±0.5A/M红色17±0.5A/M橙色18±0.5A/M黄色19±0.5A/M绿色20±0.5A/M青色21±0.5A/M兰色22±0.5A/M紫色23±0.5A/M灰色24±0.5A/Mc)永磁体的埋设永磁体周围路基必须稳固，轴线与路面垂直，按照信标的信息编码及传送格式，沿航线按步距要求单线排列，带管子的永磁体在埋设时，任意连续的100只永磁体组中，仅允许连续档次的两种永磁体出现。根据道路等级、路面强度的不同及磁性能要求，埋设深度Ld(永磁体上部与地面的距离)可在150-250mm范围内选择或调节，埋设的永磁体轴向高于路面400毫米处的磁场强度(不包含地磁场)要求如下磁场强度Ham大于16A/M相临步距间磁场强度差不大于1.6A/M任意100个步距内最大与最小之差不大于2A/M任意1000个步距内最大与最小之差不大于3A/MHam(-3db)幅度半衰宽度Bh0.6±0.1Md)步距S的选择范围根据道路等级、具体路况及相适应的车速选择步距。一般情况下，高速公路、一级公路选择Sa步距；一级、二级公路选择Sb步距；三级及以下等级选择Sc步距；Sd步距用于10公里/小时以下速度及8米以下小半径转弯的场合；在编码的路段均使用Se编码步距。2.地面交通用永磁体构成的磁性航线和信标的编码a)有关问题的说明这里着重阐述地面交通磁性航线和信标技术在公路交通领域应用中，一般编码原则及数据传输格式，比较典型的状态和控制的确定与编码等。经过一个步距传送一位二进制编码。一个信标在公路上的标定位置是信标信息帧中的停止位或停止符的最末一位。除有信息帧的航线段外，其余航线段每位编码均为“1”状态。公路(道路)的交会点是网络的转换点，将可能产生信标编码的不连续，须在这里设置直接编码信标及网络保持标识信标。网络保持状态下的网络保持标识字段编码值相同；网络交会状态，各不同网络上的网络保持标识字段编码值互不相同。通过间接编码可用递推方法求出相对应的直接编码。b)数据传输有两种格式b1)多车道线路信息帧传输格式根据地面交通磁性航线和信标技术及机动载体运行的具体特点，多车道线路信标编码数据采用无定波特率、无定长、串行移位帧传输格式。每一信息帧(信标)中数据段的长、短取决于“C/I”位及后续的D0～D7位。最短的信息帧为11位，最长的信息帧为67位(方案二)，数据段D0～Dn必须是整数字节，低位在先。这种信息帧传输格式称为“M”制式，其格式为B0位为起始位，代码为“0”；B1位为“C/I”控制/信息标志位，代码分别为“1/0”；B2～Bn+2为数据(D0～Dn)；Bn+3最末位为停止位，代码为“1”。b2)单车道线路数据传递格式根据单车道一道两向运行的具体特点，对原多车道数据传输帧格式作如下更改原起始位“0”用标识符“011111100”代替，原停止位用标识符“101111110”代替，并对连同“C/I”位一起的数据采用“零位插入技术”处理。其处理方法是当数据串中“0”位后连续出现5个“1”时，插入一个“0”，从而保证数据串中不出现标识符“011111100”或“101111110”。检测系统需要对接受到的数据串做“零位删除技术”处理，过程与“零位插入”相反，以恢复原数据。在设置编码信标时，无论正向或反向信标，每帧相间间距应在9位以上。这种数据传输格式称为“S”制式，其格式为B0-B8九位起始标识符“011111100”；B9位为“C/I”控制/信息标志位，代码分别为“1/0”；B10～Bn+10位为数据(D0～Dn)；Bn+11～Bn+19九位停止标识符“101111110”；信息帧在检测系统反向运行条件下，逐位逆向传入检测系统，检测系统应把字符“011111101”认定为信息帧逆向输入起始标志，把字符“001111110”认定为信息帧逆向输入停止标志。从而，摒弃这组输入。这就使得反向输入的信标编码能够被检测系统正确识别。c)信标的信息编码在公路交通中，按功能信标大致可分为两大类一类主要是面向自动驾驶装置，向其提供诸如限定速度、向左或向右转弯及半径、上坡或下坡及坡度等控制信息的信标，特点是要求简明、快速、可靠，称其为控制信标，其编码称控制信息字段；另一类主要是指面向导航装置或驾驶员的信标，向它提供诸如交通警告或提示、交通管理或导航信息及其它提示信息，称其为提示信标，其编码称提示信息字段。在控制信息字段中，有一个字节、两个字节和三个字节形式之分；在提示信息字段中，根据其规模、构成形式、功能特点的不同，又分为公路交通信标、城市交通信标和交通管理信标。控制信息字段直接提供控制信息，而提示信息需要采用数据库的管理形式，提示信息字段仅形成诸多信息组的代码。对应三种不同形式的提示信标，其数据库分别为公路交通信息库、城市交通信息库、交通管理信息库。c1)控制信息字段在信息帧中，C/I位是控制/信息标志位，C/I＝1代表所传输的数据是控制信息字段。C/I位后续的D0-D7位为控制信息字段的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地面交通用永磁体构成的磁性航线和信标的方法，其特征在于：ａ）将永磁体充磁并经老化处理后，按其磁场强度分档，装在带有黑、白色堵头的塑料管中，密封，黑色堵头在“Ｎ”磁极端，白色堵头在“Ｓ”磁极端，塑料管外涂有磁场强度分档色标；ｂ）道 路上埋设永磁体的步距选择：一般情况下，高速公路、一级公路选择８Ｍ，一级、二级公路选择４Ｍ，三级以下的公路选择２Ｍ，１０公里／小时以下速度及８米以下小半径转弯的场合选择１Ｍ，编码步距选择１．５Ｍ；在永磁体的设置中，速度步距Ｓ与限定速度挡Ｎｖ对应关系为：Ｎｖ是６～７时，选择Ｓ为８Ｍ；Ｎｖ是４～５时，选择Ｓ为４Ｍ；Ｎｖ是３时；选择Ｓ为２Ｍ；Ｎｖ是０～２时，选择Ｓ为１Ｍ；ｃ）永磁体轴向垂直于道路表面，沿航线单线排列，信标编码中的“１”用“Ｓ”磁极朝下状态表示，信标编码中的“０”用 “Ｎ”磁极朝下状态表示；埋设深度１５０－２５０毫米，埋设的永磁体在路面上方４００毫米处不包含地磁场的磁场强度要求如下：磁场强度Ｈａｍ：大于１６Ａ／Ｍ相临步距间磁场强度差：不大于１．６Ａ／Ｍ任意１００个步距内最大与最小之差：不大于 ２Ａ／Ｍ任意１０００个步距内最大与最小之差：不大于３Ａ／ＭＨａｍ（－３ｄｂ）幅度半衰宽度Ｂｈ：０．６±０．１Ｍ。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李善伯，
申请(专利权)人：李善伯，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]