具体实施方式

首先需要说明的是，现有技术中制丝车间的布料行车系统存在稳定性问题，如图1、2所示的一个现有技术的具体示范中，制丝车间的布料行车系统包括穿梭于各储柜1、2、3上方行车支架10轨道中的行车20以及调度和控制行车运行的PLC控制器。行车支架10的近端附近设有进料皮带30，远端设有激光测距仪21，行车20远端一侧固定安装有反射板，激光测距仪21发出的激光照射到反反射板上通过反射板反射光线获取行车20与激光测距仪21两者之间的距离，并向PLC控制器传送，PLC控制器将距离信息转化为行车20的位置信息后交由贮叶系统中的布料行车系统或其他系统分析处理。下面参考图1以储柜1为例说明在背景技术中所述布料行车系统控制过程中行车定位工作原理。

在标定过程中，手动启动行车20并进行位置标定。当行车20走到储柜1的左边界时，将激光测距仪21的数值Z1记录在PLC控制器中；当走到右边界时，将激光测距仪21的数值Y1记录在PLC控制器中，其他储柜依此类推，以此标定行车20在每个储柜上运行的左右边界位置。

在生产过程中，布料行车系统的PLC控制器控制行车20运行。行车20初始位于储柜1右侧边界外，如在其他储柜上方，如果PLC控制器接收到行车20上物料进储柜1的信号，行车20运行到储柜1的右边界Y1时，行车20的卸料皮带启动，当行车20运行到储柜1的左边界Z1时，行车20停止运行2秒，然后反向运行，当行车运行到储柜1的右边界Y1时行车停止运行2秒，然后再次反向运行，这样物料就均匀分布于储柜1内左右方向上。

其他储柜2、3的布料可以常考上述工作方式，容易看出，现有技术中布料行车系统的布料行车定位主要是依赖于激光测距仪的测量数值。

基于上述工作原理的，一个现有技术的具体示范中存在以下问题：该示范中，激光测距仪21通过网络总线连接到PLC，当网络闪断或者操作工无意中遮挡激光束时会造成激光测距仪21的数值瞬间变成零，这时，PLC配置的控制程序会认为行车20已经不在储柜1上方了，PLC依据其配置的程序模块会控制行车20在所有储柜的上方来回运行，以重新定位行车20与储柜1的相对位置，同时行车20上的卸料皮带停止运行，防止物料落入其他储柜，以避免造成混批混牌等重大质量事故。一些实施中，由于布料工序的异常状态，为避免进料皮带30上的物料堆积，会停止进料皮带30上游工序的给料操作，并引发连锁反应，产生生产损失。

容易理解，现有技术中，贮叶系统中，布料行车系统中激光测距仪21测量头部件固定安装在行车支架10的一侧，激光反射板安装在行车20上，行车20移动时激光测距数值变化。该方案的优点是没有可动部件，运行稳定，一个方面的缺点是数值容易出现漂移，经常出现激光测距数值有偏差，会造成物料落在储柜的外边，维修工需要手动重新标定设定每个储柜的左右边界。另一方面，容易受外界环境干扰，灰尘、振动、物料、人员遮挡等均会造成测量偏差。

本发明提供技术方案的构思是通过冗余信号矫正激光测距仪获取行车相对位置信息，以解决布料行车系统中行车位置信息获取过程中鲁棒性较差的问题，下面结合附图和相关实施例进一步描述本发明提供技术方案，以便本领域技术人员理解、实施或者改进。

实施例一

本实施例是一种免维护的激光条码和激光测距行车双定位系统，部署于制丝车间的布料行车系统中。本实施例是一种技改实施例，以原有制丝车间的布料行车系统为基础，通过增设条码带和条码读取头，以及增设冗余缓存和纠偏程序模块的方式，为布料行车系统增设本实施例的行车双定位系统100。

参考图3、4，本实施例中，在行车20的行车支架10上沿轨道方向安装激光条码带24，行车20上安装激光条码读取头23。行车20移动时，条码读取头23持续读取条码带24上沿其延展方向上分布的不同的条码25，得出各条码对应的绝对位置信息。本实施例中，随行车20部署条码读取头23的电源线缆和网络线缆。容易看出，本方案的优点在于，使用条码标记的绝对位置信息能够提供准确的定位，缺点在于，条码读取头23带着电源线缆及网络线缆移动，拖动过程容易磨损线缆外皮，在线缆铠装保护的情况下，容易产生噪音。

参考图5的，本实施例在布料行车系统的PLC控制器作为第一控制器，其中配置有冗余缓存和纠偏程序模块，

其中，PLC控制器运行纠偏程序模块的指令致使其完成以下处理步骤。

步骤10，配置及初始化阶段。

驱动行车20移动至行车支架10的一端，即行车支架10的左边界或者右边界处，以记录行车的初始位置值，用于静态或者动态标定。具体以右边界为例，纠偏程序读取行车支架10右边界出限位开关的值，以作为一个行车就位触发信号，采集并在冗余缓存中存储此时的条码读取头23返回的实时值M0，以及激光测距仪返回的实时值Y0。然后，控制行车20逐步向行车支架左方移动，在经过各个储柜时，分别记录储柜n的右边界对应的激光测距仪的实时值Yn，右边界对应的条码读取头的实时值M(2n-1)，左边界对应的激光测距仪的实时值Zn，左边界对应的条码读取头的实时值M(2n)。例如，初始化结束后，对应于储柜1 的，在冗余缓存中直接或者压缩的存储有储柜1的右边界值Y1、M1和左边界值Z1、M2，储柜2的右边界值Y2、M3和左边界值Z2、M4。容易理解，由于距离的线性关系，一般的，存在理想的比例系数k，有：

系数k可以由条码的设置调整。

为简化描述，本发明各个实施例中，k被设计为1，或者在一个允许误差内的基本为1，在k不为1的条件下实时本发明时，可以通过在控制器内设置k并在处理时，归一化为k为1的情况参考本发明各个实施例的情况实施。容易理解的，即使设计k为1的情况下，在同一个储柜左右边界时，激光测距仪和条码读取头两个传感器的数据可能会有部分便宜或者精度造成的非线性误差，一个优选的改进实施例中，冗余缓存中固定存储一个阈值，或者临时存储通过一种计算方法获得的阈值，两个传感器返回的数值相差小于该阈值时，纠偏程序被配置为认为两者数据都是准确的，此时保持由激光条码的数值来控制行车的启停。在其他k不为1的实施例中，控制程序或者纠偏程序中配置该常数k，以便在全部处理中进行条码读取头获取的绝对位置信息和激光测距仪获取的相对位置信息之间的实时或者非实时转换。

步骤20，生产运行阶段。

纠偏程序被配置为在本阶段实现以下工况的控制过程：

工况一，两个传感器中有任一个为故障位时，将另一个传感器返回的数值送入控制器的接口缓存，用于向控制程序提供行车的位置信息以控制行车左右运行，保持进料皮带正常运行。

具体的，当两个传感器有一个出现故障时，当条码带被遮挡或条码读取头出现故障时，数据不能正常读取，条码读取头会发出一个错误状态位，或者0值，同当样激光测距仪发生故障时或被遮挡时，也会输出一个故障状态位，或者0值。两个传感器中有任一个为故障位时，纠偏程序将另一个传感器的实时数值提供给控制程序，使其使用该数据控制行车左右运行，保持布料行车系统，特别是布料行车系统的卸料皮带正常运行。

工况二，在冗余缓存中实时记录条码读取头和激光测距仪返回的数据，当两个传感器均出现故障时，使用最后出现故障的传感器在冗余缓存中记录的数据提供给控制程序。

具体的，由于PLC的扫描执行特点，接口缓存中更新的激光测距仪返回数据和冗余缓存中更新的条码读取头返回数据，必然有时间差，即理解为两个传感器先后分别出现故障。当两个传感器先后分别出现故障时，则记录最后出现故障的传感器故障前的条码（测距）位置数据，并利用冗余缓存中一个空变量来储存最后出现故障的传感器故障前条码（测距）的数据，如果条码（测距）的数值变成0（被遮挡数值就会变为0）或者传感器故障状态为1，那就暂时将未故障前在冗余缓存储存的条码（测距）数值送入控制程序中，并发送布料行车轨道轮对电机驱动停止信号，以防止行车左右移动到其他储柜上，控制程序根据收到的数据代表的行车位置信息继续保持进料皮带运行，待条码读取头或者激光测距仪中任一传感器所返回数据恢复正常，即不为0时，再将相应的实时条码（测距）数值直接送回PLC的控制程序中。容易理解，上述配置方法获得的纠偏程序可以实现即使两个传感器同时出现故障时，也不会造成停车现象，不会造成混批混牌等恶性重大质量事故。

工况三，当两个传感器均没有故障且两个传感器数值偏差偏大时，使用冗余缓存中存储的来自条码读取头的各储柜左右边界信息更新内部缓存中存储的使用激光测距仪的数据标定的各储柜左右边界信息。

具体的，假设条码读取头的实时数值为M，激光测距仪的实时数值为Y，当两个传感器均没有故障且两个传感器数值偏差偏大时，需要判断谁的数据准确，由于条码带的位置是固定不变的，即提供的是绝对位置信息，只要条码读取头能够测量并返回数据，即认为这个数据是准确的。条码实时值M等于M(2n-1)或者M(2n)时，认为行车位于储柜边界位置，并且读取这时激光测距仪返回的实时值Y，由于误差可能离程序中的左边界Y(2n-1)或者右边界Y(2n)有较大差值，如大于步骤10中的阈值，需要对激光测距仪的返回值进行自动修正，当检测到误差大于阈值时，将条码读取头返回的实时值Y写入激光测距仪返回值对应的寄存器中的作为储柜n新的左边界值Y(2n-1)和右边界值Y(2n)。

容易理解的，在原有的布料行车系统中加装本实施例提供的行车双定位系统，可以实现布料行车短期的不停车运行，并且用条码代表的位置数据可以自动修正激光测距仪因为漂移或者运行产生的非线性误差，从而实现系统免维护运行。本实施例的一个改进中，为提高数据精度，条码读取头使用激光条码读取头，条码带使用适用于激光探头的激光条码带，激光条码读取头的激光部件选用远红外激光频段。另一些实施例中，参考图8，可以使用视觉识别的条码读取头，在条码带上设置多层条码分布，以消除条码间隔带来的测量精度和/或失效间隔。

实施例二

本实施例是一套独立的免维护的激光条码和激光测距行车双定位系统100，配套作为布料行车系统下的一个子系统。参考图6的，本实施例与实施例一的区别在于：一方面，纠偏程序模块配置于独立的PLC控制器B，即第一控制器，以便纠偏程序模块与由PLC控制器A，即第二控制器，单独执行的控制程序模块使用不相关的、独立的扫描周期，减少了因为共用扫描周期而产生的内部数据耦合关系，提高了响应速度；另一方面，激光测距仪21的返回的数据直接缓存于控制器B开辟的冗余缓存中，同时，纠偏程序读取冗余缓存接收和暂存的条码读取头23和激光测距仪21返回的实时数据，以及初始化中存储的各储柜边界信息（左边界和右边界），向PLC控制器A提供行车到位信号。

实施例三

本实施例是一套免维护的激光条码和激光测距行车双定位系统，应用于布料行车系统，行车和进料皮带是90度夹角，行车卸料皮带与进料皮带平行，进料皮带架在行车的上方，行车设有驱动轮在行车轨道上左右移动，反光板固定在行车上，行车的骨架为金属材质，在行车的头部固定反光板的铁板。本实施例的行车为一套带轮子的皮带机，行车在行车支架的轨道上往复滑行。行车的皮带在储柜上方停留时，其卸料皮带的电机运行将物料向行车轨道外侧输送，物料在皮带边缘自然掉落入指定储柜。

本实施例与实施例一、二及其各改进实施例的区别在于，参考图7的，所述条码带24向条码读取头一侧设有菲涅尔透明薄膜层26，菲涅尔透明薄膜层26在每个条码25处基本为平面，在条码25两侧分别为向外侧折射光线的棱柱，即，对任一条码25，其左侧的棱柱将该条码25向更左侧折射，其右侧的棱柱将该条码25向右侧折射，以便，条码读取头在两个条码之间时，容易同时读出两个条码，此时，条码读取头返回数据标记为两个条码代表绝对位置的平均值。如，相邻条码C对应1290cm，条码D对应1230cm，则同时读取到两个条码时，返回数据被处理为1295cm，条码宽度为2cm，条码读取头视野开角投射在条码带上时，宽度为5cm。容易理解上述方案中将绝对读取误差从大约5±2cm，减低到了大约2.5±2cm，并且，几乎消除了条码之间的检测盲区，提高了条码读取头的测量精度，可以为激光测距仪提供更好的测量精度。

容易看出，上述各个实施例中，涉及由所述激光测距仪返回数据标定的各储柜左边界位置信息和右边界位置信息的寄存器、映射所述激光测距仪实时返回数据的寄存器等PLC寄存器线圈的配置，对于本领域技术人员，根据上述各实施例的功能新描述，能够通过具体PLC控制器的公知配置手段进行毫无疑义的配置。各个实施例中，主要以线性标定的方式简略说明了本发明的基本原理和标定对象，本领域技术人员可以根据现有技术提供的任何标定手段实现本发明技术构思的标定步骤，或者相当于标定过程的计算步骤的配置，这些也都属于本发明的具体实施例。