[发明专利]一种跟随式邻线铺轨僚机控制系统及方法在审

专利信息
申请号: 202310402085.5 申请日: 2023-04-14
公开(公告)号: CN116560262A 公开(公告)日: 2023-08-08
发明(设计)人: 陈洋卓;刘锐萍;寻佳威;张惟盛;潘好;刘文薇;钟梓维 申请(专利权)人: 湘潭大学
主分类号: G05B19/042 分类号: G05B19/042
代理公司: 北京轻创知识产权代理有限公司 11212 代理人: 王澎
地址: 411100 *** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 跟随 式邻线 铺轨 僚机 控制系统 方法
【权利要求书】:

1.一种跟随式邻线铺轨僚机控制系统,其特征在于,包括铺轨主线、铺轨邻线、铺轨主机、铺轨僚机、控制端、监控端和主机定位标签,所述铺轨主线和所述铺轨邻线相互平行铺设,所述铺轨主机位于所述铺轨主线上,所述铺轨僚机位于所述铺轨邻线上,所述主机定位标签安装在所述铺轨主机上,所述控制端安装在所述铺轨僚机上;

所述控制端,用于测量自身与所述主机定位标签之间的距离来得到所述铺轨主机和所述铺轨僚机的相对距离,并对所述相对距离进行修正处理;

所述监控端,用于将修正后的相对距离进行显示,还用于根据预设条件以及所述相对距离生成调整信号;

所述控制端,还用于根据所述调整信号调整所述铺轨僚机的移动方位方向。

2.根据权利要求1所述的跟随式邻线铺轨僚机控制系统,其特征在于,所述控制端中,测量自身与所述主机定位标签之间的距离来得到所述铺轨主机和所述铺轨僚机的相对距离,具体为:

接收所述主机定位标签发送的第一次数据,并记录所述主机定位标签发送时间Ta1,并延时Tr1后向所述主机定位标签发送信号,并记录发送时间Tb1以及所述主机定位标签接收所述信号的接收时间Ta2

接收所述主机定位标签延时Tr2后反馈的第二次数据,并记录接收时间Tb2

根据所述发送时间Ta1、接收时间Ta2、发送时间Tb1和接收时间Tb2,得到时间差Tdv1和时间差Tdv2

根据信号飞行时间计算公式、时间差Tdv1、时间差Tdv2以及延时Tr1和延时Tr2,得到飞行时间Tc,所述信号飞行时间计算公式为:

根据距离公式和飞行时间Tc计算所述铺轨主机和所述铺轨僚机的相对距离,所述距离公式为:

x0=Tc×C,

其中,x0为所述铺轨主机和所述铺轨僚机的相对距离,C为光速。

3.根据权利要求2所述的跟随式邻线铺轨僚机控制系统,其特征在于,所述控制端中,对所述相对距离进行修正处理,具体为:

基于卡尔曼滤波方法对所述相对距离进行修正处理,包括:

建立初始的k时刻的修正模型,所述初始的k时刻的修正模型为:

xk=Axk-1+Buk-1

其中,A为预测的状态转移矩阵,xk-1为k-1时刻的状态,B为控制矩阵,uk-1为从上一时刻k-1到下一时刻k的控制向量;

对k时刻的修正模型状态进行调整:

xk=xk+Kk(zk-Hxk),

其中,Kk为卡尔曼增益,zk为k时刻的测量值,H为测量矩阵。

4.根据权利要求1所述的跟随式邻线铺轨僚机控制系统,其特征在于,还包括人员定位标签;

所述监控端,还用于导入铺轨现场的电子地图,并在所述电子地图中设置虚拟电子围栏作为虚拟警戒区;

所述人员定位标签,用于对定位标签佩戴者进行实时定位,并将佩戴者的定位信息发送至所述监控端中;

所述监控端,还用于根据佩戴者的定位信息判断佩戴者当前位置是否在所述虚拟警戒区内,若不在则生成报警信息,并将所述报警信息发送至指定管理员终端中。

5.根据权利要求1至4任一项所述的跟随式邻线铺轨僚机控制系统,其特征在于,还包括LoRa无线通信模块;

所述LoRa无线通信模块,用于建立所述控制端和所述监控端之间的连接。

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