本實用新型涉及一種定位裝置，具體涉及一種應(yīng)用于無人值守智能洗車房的車輛位置定位裝置，屬于自動化車輛洗車設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前洗車市場上運行的自動洗車機，自動化程度低，無法實現(xiàn)對被洗車輛進行準確的位置定位，仍需要人工值守，無法實現(xiàn)智能管理、獨立運行。

為克服上述不足，中國實用新型專利“一種全自動無人值守洗車系統(tǒng)”(申請?zhí)枺?01320368555.2)公開了一種全自動無人值守洗車系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用前感應(yīng)裝置感應(yīng)到車輛信息后，洗車控制系統(tǒng)將前門打開，洗車完成后開出車庫，后感應(yīng)裝置接收到信號，控制洗車系統(tǒng)將后門關(guān)閉，該系統(tǒng)僅實現(xiàn)了檢測車庫中是否停放有車輛的功能，但是無法檢測車輛在車庫中停放的空間位置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種應(yīng)用于無人值守智能洗車房的車輛位置定位裝置，以解決現(xiàn)有的洗車裝置無法滿足車輛空間位置檢測的問題。

實現(xiàn)本實用新型目的所采用的技術(shù)方案為，一種應(yīng)用于無人值守智能洗車房的車輛位置定位裝置，至少包括控制單元和測距單元，所述控制單元包括工控機、微控制器和RS485總線接口，工控機與微控制器以及微控制器與測距單元均通過RS485總線接口數(shù)據(jù)通信；所述測距單元為由2個以上超聲波傳感器單元構(gòu)成的傳感器陣列，傳感器陣列中各超聲波傳感器單元安裝于洗車房的不同位置，所述超聲波傳感器單元由二級微控制器、超聲波傳感器、信號放大與濾波處理電路、RS485總線接口和溫度傳感器構(gòu)成，信號放大與濾波處理電路、RS485總線接口和溫度傳感器均二級微控制器電性連接，超聲波傳感器與信號放大與濾波處理電路電性連接。

所述傳感器陣列由3個以上超聲波傳感器單元構(gòu)成，各超聲波傳感器單元分別分布于洗車房的頂部、前和/或后側(cè)面以及左和/或右側(cè)面上。

安裝于洗車房兩相對側(cè)面上的各超聲波傳感器相互錯位。

所述微控制器采用高性能32位單片機。

所述二級微控制器采用低功耗8位單片機。

所述超聲波傳感器采用40KHz的收發(fā)一體倒車雷達超聲波探頭。

由上述技術(shù)方案可知，本實用新型公開了一種應(yīng)用于無人值守智能洗車房的車輛位置定位裝置，包括工控機、高性能微控制器、RS485總線接口和傳感器陣列，傳感器陣列由多個超聲波傳感器單元構(gòu)成，各超聲波傳感器單元安裝于洗車房的不同位置，實現(xiàn)被洗車輛駛?cè)胂窜嚪窟^程中的停車檢測和停車后的位置定位，微控制器是整個裝置的控制核心，其通過RS485總線接口以輪詢的方式獲取傳感器陣列的測量數(shù)據(jù)，以此計算出車輛在洗車房中的空間位置數(shù)據(jù)，并將計算后的數(shù)據(jù)通過RS485總線接口上傳至工控機，工控機通過數(shù)據(jù)分析判斷車輛停車位置是否存在越限，對越限的被洗車輛通過語音、顯示屏、手機APP提醒等方式告知用戶，直至車輛重新停放在有效洗車區(qū)域內(nèi)為止，保證洗車房中人員、被洗車輛與洗車設(shè)備的安全。

超聲波傳感器單元由二級微控制器、超聲波傳感器、信號放大與濾波處理電路、RS485總線接口和溫度傳感器構(gòu)成，超聲波傳感器與信號放大與濾波處理電路電性連接，超聲波傳感器的信號通過信號放大與濾波處理電路進行信號調(diào)理，隨后輸出至二級微控制器，二級微控制器為超聲波傳感器單元的計算核心，為了提高超聲波傳感器的測量精度，超聲波傳感器單元中設(shè)置了溫度傳感器，溫度傳感器測量當前環(huán)境溫度，根據(jù)實際測量的溫度值計算超聲波速度，對最終的測量結(jié)果進行校正，通過溫度測量修正超聲波傳播速度，提高超聲波傳感器測量的分辨率。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的應(yīng)用于無人值守智能洗車房的車輛位置定位裝置的整體結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為超聲波傳感器單元的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為本實用新型提供的應(yīng)用于無人值守智能洗車房的車輛位置定位裝置的實施示意圖。

其中，1-電動卷簾門，2-汽車清洗機，3-頂部超聲波傳感器，4-左側(cè)超聲波傳感器，5-前方超聲波傳感器，6-右側(cè)超聲波傳感器，7-后方超聲波傳感器。

圖4為超聲波傳感器單元的工作流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細具體說明，本實用新型的內(nèi)容不局限于以下實施例。

參見圖1，本實用新型提供的應(yīng)用于無人值守智能洗車房的車輛位置定位裝置，包括工控機、高性能微控制器、RS485總線接口和傳感器陣列，工控機與微控制器以及微控制器與傳感器陣列均通過RS485總線接口數(shù)據(jù)通信，多個超聲波傳感器可以通過總線接口技術(shù)組合成檢測陣列，完成對一定區(qū)域內(nèi)的運動物體的定位和運動檢測；所述傳感器陣列由3個以上超聲波傳感器單元構(gòu)成，各超聲波傳感器單元分別分布于洗車房的頂部、前和/或后側(cè)面以及左和/或右側(cè)面上，安裝于洗車房兩相對側(cè)面上的各超聲波傳感器相互錯位；

所述的工控機為可靠、高性能的工業(yè)計算機，工控機具備防塵、防腐蝕、高抗干擾的能力，同時與嵌入式處理器相比具備更強的通信、數(shù)據(jù)處理能力；

所述高性能微處理器采用了ST公司的32位STM32F207嵌入式微處理器，其具有的自適應(yīng)實時閃存加速器，使得STM32F207可以在片內(nèi)閃存上以120MHz的高速零等待地執(zhí)行代碼，這使得對實時性要求高的車輛位置定位系統(tǒng)來說具有重要意義，其集成的Cortex-M3是專門用來設(shè)計高性能、低功耗、低成本的嵌入式系統(tǒng)內(nèi)核，多達4個USART接口和2個UART接口滿足本裝置對UART接口的需求；

RS485總線接口，可以保證在較強電磁干擾環(huán)境下系統(tǒng)正常的通信，實現(xiàn)較遠距離的通信，該方案技術(shù)成熟，抗干擾能力較強，且價格低廉，多個微波與超聲波傳感器的運動物體檢測裝置可以通過總線接口技術(shù)組合成檢測陣列，完成對一定區(qū)域內(nèi)的運動物體的定位和運動檢測；

參見圖2，所述超聲波傳感器單元由二級微控制器(低功耗微控制器)、超聲波傳感器、信號放大與濾波處理電路、RS485總線接口和溫度傳感器構(gòu)成，信號放大與濾波處理電路、RS485總線接口和溫度傳感器均二級微控制器電性連接，超聲波傳感器與信號放大與濾波處理電路電性連接；

所述的超聲波傳感器采用40KHz、角度范圍小的收發(fā)一體倒車雷達超聲波探頭，超聲波傳感器采集的信號通過信號放大與濾波處理電路進行信號調(diào)理，超聲波作為一種非接觸式檢測方式，在氣體中傳播時受溫度影響最大，超聲波在空氣中的傳播速度為：

$c=331.4\×\sqrt{1+T/273}$

式中，T為環(huán)境攝氏溫度，單位℃。

本裝置設(shè)置了溫度傳感器，以提高超聲波傳感器的測量精度，采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20測量當前環(huán)境溫度，采集溫度信號，DS18B20是單線串行數(shù)字溫度傳感器，測量溫度范圍為-55℃～125℃，測溫分辨率可達0.0625℃，傳感器輸出采用九位二進制數(shù)表示測量的溫度值；

二級微控制器采用低功耗8位單片機，接收信號放大與濾波處理電路調(diào)理后的信號，根據(jù)實際測量的溫度值計算并修正超聲波速度，提高超聲波傳感器測量的分辨率。

實際使用中，如圖3所示，智能洗車房中設(shè)置10個超聲波傳感器，電動卷簾門1安裝于智能洗車房的入口，控制車輛進出洗車房，洗車房頂部安裝3個頂部超聲波傳感器3，汽車清洗機2安裝于洗車房頂部中央位置，洗車房正面安裝2個前方超聲波傳感器5，左側(cè)面安裝2個左側(cè)超聲波傳感器4，右側(cè)面安裝2個右側(cè)超聲波傳感器6，左右兩側(cè)的超聲波傳感器采用錯位安裝方式，以防超聲波傳感器之間的相互干擾，洗車房后方安裝一個后方超聲波傳感器7，10個超聲波傳感器檢測被洗車輛距離洗車房正面、左右兩側(cè)以及后方的距離。

參見圖4，本實用新型提供的應(yīng)用于無人值守智能洗車房的車輛位置定位裝置中超聲波傳感器單元的工作流程如下：

⑴、系統(tǒng)初始化；

⑵、等待高性能微控制器發(fā)送來的控制命令，該命令經(jīng)過現(xiàn)場總線單元接至單片機串口；

⑶、如果有控制命令到來，首先判斷該命令是不是裝置開始檢測指令，轉(zhuǎn)到執(zhí)行下一步，否則做相應(yīng)處理后轉(zhuǎn)到步驟⑵等待控制命令；

⑷、單片機定時器發(fā)送定時40KHz脈沖序列，并在每一串脈沖發(fā)射的同時啟動定時器計時；

⑸、開啟超聲波外部中斷，進入超聲波中斷服務(wù)子程序，如果超聲波中斷標志置位，則停止計時，執(zhí)行下一步的數(shù)據(jù)處理步驟，否則進入延時子程序，等待超聲波中斷標志置位；

⑹、調(diào)用測溫子程序，獲得當前環(huán)境的溫度值，計算獲得經(jīng)過溫度補償?shù)穆曀僦担{(diào)用超聲波測距計算子程序，獲得距離值；

⑺、超聲波傳感器安裝在固定的位置，洗車房中無車時，其測量的距離值是固定值H_S，測量計算得到的距離值H_M，如果H_M＝H_S，說明超聲波未檢測到物體進入檢測區(qū)域，如果H_M<H_S，說明超聲波檢測到物體進入檢測區(qū)域，立即向串口發(fā)送含距離值的數(shù)據(jù)包，程序轉(zhuǎn)向第⑷步，繼續(xù)測量距離值，直至物體離開檢測區(qū)域為止。

盡管已描述了本實用新型的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。