构成计算机管理下地面磁性航线、信标及传感器安装的方法技术

本发明专利技术涉及汽车、运输机器人、铁路机车等地面机动运载装置的自动控制技术。它采用永磁体，按照一定间距沿一定轨迹排列，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。通过安装在载体上的磁传感器阵列，可以采集磁性航线和信标所包含的运行及交通信息。计算机内的交通映射网络及信息冗余，使交通网络信标编码简化、可靠度提高。本发明专利技术可以达到测控装置的要求，用于提供导航、自动驾驶、交通及其它信息。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

A method for the installation of ground magnetic lines, beacons and sensors under computer management

The invention relates to an automatic control technique for a ground mobile delivery device, such as an automobile, a transport robot, a railway locomotive, etc.. It adopts permanent magnets arranged according to a certain distance along a certain trajectory, the N and S poles are reverse perpendicular to the road and meet certain information encoding and transmission format so as to constitute a burying ground transportation route and magnetic beacon. Through the magnetic sensor array mounted on the carrier, the magnetic circuit and beacon can be collected to contain the operation and traffic information. The traffic mapping network and the redundancy of information in the computer simplify the traffic network beacon coding and improve the reliability. The invention can meet the requirements of the measuring and controlling device, and is used for providing navigation, automatic driving, traffic and other information.

【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技术，它只是该
最基础的一部分即。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。地面交通中磁性航线及编码信标可以用于机动载体的自动驾驶，但在地面磁性航线上直接设置编码信标受到时空资源有限性的制约，其使用可靠性也受到运行条件的限制，这个问题在城市交通中及路形复杂情况下更为突出。在铁路交通中，为了列车安全、正点、高速、低耗地运行，尤其对于地形复杂的线路，实现列车的自动驾驶十分必要。要实现列车的自动驾驶就需要线路及机车上具备用于控制和警示的信标系统。由于计算机具有强大的信息贮存及处理能力，构成计算机管理下地面磁性航线、信标为实现机动载体的自动驾驶与导航提供了重要的前提条件。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、信息量大、安全可靠的道路信息标志，用于向测控装置提供导航、自动驾驶、交通及其它信息。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。本专利技术包含如下几方面内容1、有关问题的说明及定义磁性航线指采用永磁体按一定步距要求设定的一条地面机动载体运行轨迹线。节点在磁性航线上，每一个永磁体的设置点称作一个节点；在铁路线路上，每一个用于构成信标的永磁体设置点称作一个节点。数码信标指在交通线路上设定的符合一定信息编码与传输格式的信息标志，简称信标。控制信标指用于实现机动载体定制控制的信标。交通信标指用于提供一类特定交通管理或警示的信标。里程信标指用于标定与线路起始点逻辑距离的信标。一般情况下，逻辑距离与物理距离是一致的，特殊情况下允许有差距。由于站区或其它情况的影响，允许采用以“11”为间隔的复合里程信标位码，如“001100”、“0011001100”等以提供二进位或三进位里程信息。注册客户信标指在公路、城市交通中，用于提供已被注册登记客户特定信息的信标。信标节点标定信标的节点。实信标节点在磁性航线上，用代码表示的信标节点，信标节点的标定位是代码段的最末位或信息帧的停止位。虚拟信标节点仅在计算机中映射网络上认定的信标节点。空节点未被标定为信标节点的节点，又称空信标节点。步距指磁性航线上两个相邻永磁体的间距。节点指针计算机内设定的指向网络节点的变量，运行中检测系统必须建立跟踪对应网络节点的指针。信标指针计算机内设定的指向网络信标节点的变量，运行中检测系统必须建立跟踪对应网络各种信标节点的指针。网络连接节点、站的交通线路构成交通网络，简称网络。映射网络通过一系列约定在计算机中表示的交通网络。运行网络指某机动载体运行的完整路径。站在铁路交通网络中，车站称作站，不同网络的转换站称作大站；在公路交通网络、城市交通网络及运输机器人局域网络中，不同网络的交会区域称作站，公路交通一、二级网络及城市、运输机器人交通一级网络上的非越级交会所形成的站称大站，交会区域亦称站区，在不同网络交会处，被一组由进入和退出的边界信标节点所封闭的特定区域。进入和退出边界信标节点亦称进站和出站信标节点。站区模型一个站区套用一个相适应的站区模型，站区模型亦称站区网络模型。站区网络上的控制信标记录由站区模型记录提供。转运站某机动载体运行网络上不同网络的转换站称作转运站。可逆网络指通过处理可以从上行信标记录求出下行信标记录的网络，否则为不可逆网络。定制控制指根据线路的固有状态由系统预先设定的控制，定制控制具有预测性。非定制控制指根据现时测定的被控机动载体运行状态误差或信息所实行的控制，非定制控制具有实测性。全息控制既具有预测性又具有实测性的控制。关键字符在交通网络上，代码(7E)H，即“01111110”用于单车道双向行驶线路站代码信息帧的起始及终止标志符中，故在非站信标信息帧的其它网络域中，不得出现“01111110”字段。2、地面交通中磁性航线和信标的设置方法a)在公路交通网络、城市交通网络及运输机器人局域网络中，磁性航线和信标的设置方法需要说明的是由于运输机器人构成形式及工作环境差异甚大，其局域网络相对公路交通网络、城市交通网络，磁性航线和信标的设置的变化范围也大。永磁体的选择选择铁氧体35或钕铁硼永磁材料，直径选择Φ25毫米，采用钕铁硼永磁直径选择Φ18毫米；长度规格100毫米、200毫米、300毫米、400毫米；在公路、城市交通的磁性航线上，永磁体的长度规格选择300毫米；充磁并老化。埋设方法永磁体垂直路面埋设，埋设深度为永磁体上端距路面在50～250毫米范围内选择或调节；永磁体“N”极朝上为正向设置，用代码“1”代表其状态；反之为负向设置，用代码“0”代表其状态；在磁性航线上沿行驶方向，按照信标代码的要求及低位在先的方式埋设信标代码段或信息帧的永磁体，未用于设置信标的永磁体均设置为“1”状态；永磁体沿航线按步距规格埋设；采用对永磁体分组并调节埋设深度的方法，使得永磁体轴向在离地面400毫米高处，磁场强度轴向分量不小于18A/M，分量差值不超过平均值的10％，相邻步距的差值不超过平均值的5％。步距规格步距规格为0.2米、0.4米、0.8米、1.6米、3.2米、6.4米、12.8米。在公路、城市交通的磁性航线上，按照限定速度或道路转弯半径挡位的要求，分别选择1.6米、3.2米、6.4米、12.8米步距。b)铁路交通中磁性信标的设置铁路交通中无磁性航线而言，因而除需要用于设置信标的节点段外，其余路段不再设置永磁体节点。永磁体的选择材料选择钕铁硼永磁，直径选择Φ20毫米，长度300毫米，充磁并老化；埋设方法沿铁轨间中线两侧对称设定分别称之为上行和下行信标轨线，中线左侧和右侧分别用以设置上行信标代码和下行信标代码。上行和下行信标轨线的间距大于或等于1.2米，小于或等于机车宽度；永磁体垂直轨道平面，其上端距轨道平面的距离不大于250毫米、距离差不大于10毫米；永磁体用沥青被封装在水泥桩内；永磁体沿设定后的上行或下行信标轨线设置，永磁体轴线对信标轨线的偏离不大于10毫米，步距为三倍标准枕木间距；永磁体“N”极朝上为正向设置，用代码“1”代表其状态，反之为负向设置，用代码“0”代表其状态；按照信标代码的要求及低位在先的方式埋设信标代码段或信息帧的永磁体。3、信标代码的构成a)在公路交通网络、城市交通网络及运输机器人局域网络中的信标a1)信标的一般结构磁性航线上信标代码分为无引导串的“位”代码格式及有引导串的帧格式。无引导串的“位”代码格式表示如下0表示控制信标节点00表示里程信标节点010表示进站边界信标节点000表示出站边界信标节点01010表示禁止通行信标节点有引导串的帧格式多车道单向行驶线路上有引导串的帧格式表示如下“0000”为引导串；其后“D0-Dn”为信标代码数据段，低位在先；倒数第二位为奇偶校验位；最末位“1”为停止位。此帧格式仅用于标定“大站”在某条网络上的代码，并以出站边界节点为该条信标的标定节点。无论进站或出站信标代码段节点均计入站外网络节点序列，而不计入站区网络节点序列。单车道双向行驶线路上有引导串的帧格式表示如下根据单车道一道双向运行的具体特点，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构成计算机管理下地面磁性航线和信标的方法，它包括磁性航线、信标的设置；代码的构成，其特征在于：ａ）磁性航线和信标的设置ａ１）在公路交通网络、城市交通网络及运输机器人局域网络中，磁性航线和信标的设置永磁体的选择：选择铁氧体３５ 或钕铁硼永磁材料，充磁并老化；采用对永磁体分组并调节埋设深度的方法，使得永磁体轴向在离地面４００毫米高处，磁场强度轴向分量不小于１８Ａ／Ｍ，差值不超过平均值的１０％，相邻步距的差值不超过平均值的５％；埋设方法：永磁体垂直路面埋设，埋设深 度为：永磁体上端距路面在５０～２５０毫米范围内选择或调节；永磁体“Ｎ”极朝上为正向设置，用代码“１”代表其状态，反之为负向设置，用代码“０”代表其状态；未用于设置信标的永磁体均设置为“１”状态；步距规格：０．２米、０．４米、０．８米、１ ．６米、３．２米、６．４米、１２．８米，永磁体沿航线按步距规格埋设；在公路、城市交通的磁性航线上，按照限定速度或道路转弯半径挡位的要求，分别选择１．６米、３．２米、６．４米、１２．８米步距；在磁性航线上沿行驶方向，按照信标代码的要求及低位在先的方式埋设信标代码段或信息帧的永磁体；ａ２）铁路交通中磁性信标的设置仅在需要用于设置信标的节点段设置永磁体，信标节点的标定位是代码段的最末位或信息帧的停止位；永磁体的选择：材料选择钕铁硼永磁，充磁并老化；直径选择Φ２０毫米；长 度３００毫米；埋设方法：沿铁轨间中线两侧对称设定分别称之为上行和下行信标轨线，中线左侧和右侧分别用以设置上行信标代码和下行信标代码；上行和下行信标轨线的间距大于或等于１．２米，小于或等于机车宽度；永磁体轴线垂直轨道平面，其上端面距轨道平面的距离不大于２５０毫米、距离差不大于１０毫米；永磁体用沥青被封装在水泥桩内；永磁体沿设定后的上行或下行信标轨线设置，永磁体轴线对信标轨线的偏离不大于１０毫米，步距为三倍标准枕木间距；永磁体“Ｎ”极朝上为正向设置，用代码“１”代表其状态，反之为负向设置，用代码“０”代表其状态；按照信标代码的要求及低位在先的方式埋设信标代码段或信息帧的永磁体；ｂ）信标代码的构成ｂ１）在公路交通网络、城市交通网络及运输机器人局域网络中的信标磁性航线上信标的一般结构：磁性航线上信标代码分为 无引导串的“位”代码格式及有引导串的帧格式；信标节点的标定位是代码段的最末位或信息帧的停止位；无引导串的“位”代码格式表示如下...

【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]