一种升降杆的高度定位方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及智能控制技术，尤其涉及一种升降杆的高度定位方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术：

目前，巡检机器人在应用过程中，不可避免地要用云台上所携带摄像机对所探测仪器仪表进行拍照。但是所拍仪器仪表的高度不可能做到完全高度一致，因此需要对云台摄像机进行高度上的调整，以满足云台摄像机能拍摄到不同高度上的仪表的图片。

基于上述以巡检机器人为例实现云台定位的应用，目前市面上出现了多种控制云台升降到特点位置的实现方法，如云台调焦法、升降杆拖动云台法等。其中，以升降杆拖动云台法为例，该方法能够实现对于远远超过机器人本体高度的仪器仪表的无需对焦的轻松拍照功能。具体地，主要通过升降杆高度控制来实现摄像机与仪表平齐，这对摄像机的性能要求较低。

然而，上述所提及的升降杆拖动云台法需要后台实时去控制升降杆的升降来实现高度上的对齐，故存在定位不精准且无法做到完全的自动化和智能化。

技术实现要素：

本发明实施例为了解决上述提及的现有采用升降杆拖动云台法来实现云台高度定位的过程中所存在的定位不精准且无法做到完全自动化和智能化的问题，创造性的提供一种升降杆的高度定位方法、装置及计算机可读存储介质。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种升降杆的高度定位方法，该方法包括：触发高度定位指令，所述高度定位指令中携带有高度信息；响应于所述高度定位指令，根据所述高度信息计算出待获取的编码数；响应于所述高度定位指令，驱动升降杆电机运动，以带动升降杆不断升高；在所述升降杆电机运动过程中，读取升降杆电机所携带磁环的磁场所产生的脉冲数；当所读取的脉冲数对应数值达到待获取的编码数对应数值时，控制升降杆电机停止运动，以实现升降杆的升高幅度与高度信息一致。

根据本发明一实施方式，所述方法还包括：当所读取的脉冲数对应数值达到待获取的编码数对应数值时，升降杆上升至最高位的限位开关，对所计算出的待获取的编码数清零。

根据本发明一实施方式，所述方法还包括：触发升降杆归零指令；响应于所述升降杆归零指令，控制升降杆下降至最低位的限位开关。

根据本发明一实施方式，所述方法还包括：当控制升降杆下降至最低位的限位开关时，对所计算出的待获取的编码数和/或所读取的脉冲数清零。

根据本发明一实施方式，所述方法还包括：当实现升降杆的升高幅度与高度信息一致时，控制云台摄像机进行拍照。

根据本发明实施例的第二方面，还提供一种升降杆的高度定位装置，该装置包括：控制器，用于触发高度定位指令，所述高度定位指令中携带有高度信息；单片机，用于响应于所述高度定位指令，根据上述高度信息计算出待获取的编码数；还用于响应于上述高度定位指令，驱动升降杆电机运动，以带动升降杆不断升高；编码器，用于在所述升降杆电机运动过程中，读取升降杆电机所携带磁环的磁场所产生的脉冲数；所述控制器，还用于当所读取的脉冲数对应数值达到待获取的编码数对应数值时，控制升降杆电机停止运动，以实现升降杆的升高幅度与高度信息一致。

根据本发明一实施方式，所述编码器，还用于当所读取的脉冲数对应数值达到待获取的编码器对应数值时，升降机上升至最高位的限位开关，对所计算出的待获取的编码数清零。

根据本发明一实施方式，所述控制器，还用于触发升降杆归零指令；所述单片机，还用于响应于所述升降杆归零指令，控制升降杆下降至最低位的限位开关。

根据本发明一实施方式，所述编码器，还用于当控制升降杆下降至最低位的限位开关时，对所计算出的待获取的编码数和/或所读取的脉冲数清零。

根据本发明一实施方式，所述控制器，还用于当实现升降杆的升高幅度与高度信息一致时，控制云台摄像机进行拍照。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质包括一组计算机可执行指令，当所述指令被执行时用于执行上述任一升降杆的高度定位方法。

本发明实施例所述升降杆的高度定位方法、装置及计算机可读存储介质，首先触发高度定位指令，所述高度定位指令中携带有高度信息；接着响应于所述高度定位指令，根据所述高度信息计算出待获取的编码数；进一步地，驱动升降杆电机运动，以带动升降杆不断升高；在所述升降杆电机运动过程中，读取升降杆电机所携带磁环的磁场所产生的脉冲数；当所读取的脉冲数对应数值达到待获取的编码数对应数值时，控制升降杆电机停止运动，以实现升降杆的升高幅度与高度信息一致。如此，本发明利用升降杆电机所写的磁环的磁场产生脉冲的作用，精确控制升降杆的高度定位，从而做到高度定位的完全自动化和智能化。

需要理解的是，本发明的教导并不需要实现上面所述的全部有益效果，而是特定的技术方案可以实现特定的技术效果，并且本发明的其他实施方式还能够实现上面未提到的有益效果。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1示出了相关技术中采用升降杆拖动云台法一的产品示意图；

图2示出了相关技术中采用升降杆拖动云台法二的产品示意图；

图3示出了本发明实施例升降杆的高度定位方法的实现流程示意图；

图4示出了本发明一应用实例中升降杆的高度定位方法的工作框图；

图5示出了本发明实施例升降杆的高度定位装置的组成结构示意图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为使本发明更加透彻和完整，并能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

图1示出了相关技术中采用升降杆拖动云台法一的产品示意图；图2示出了相关技术中采用升降杆拖动云台法二的产品示意图；图3示出了本发明实施例升降杆的高度定位方法的实现流程示意图。

相关技术中，基于上述以巡检机器人为例实现云台定位的应用，目前市面上出现了多种控制云台升降到特点位置的实现方法，如云台调焦法、升降杆拖动云台法等。其中，以升降杆拖动云台法为主的两种具体实现方法，具体可参考如图1产品所示的升降杆拖动云台及后台控制启停法和如图2所示的升降杆拖动云台及定位器定时控制启停法。

这里，以图1产品所示的升降杆拖动云台及后台控制启停法，该方法能够实现对于远远超过机器人本体高度的仪器仪表的无需对焦的轻松拍照功能。具体地，主要通过升降杆高度控制来实现摄像机与仪表平齐，这对摄像机的性能要求较低。但是，该方法需要后台实时去控制升降杆的升降来实现高度上的对齐，故不能做到绝对的自动化和智能化，因此在室内自动巡检场景下应用并不太广泛。

另外，以图2产品所示的升降杆拖动云台及定位器定时控制启停法，该方法升降杆升降速度一定，是用户可控制的，即知道升降杆的运动速度。在建图时，根据仪表的高度，控制升降杆运动至平齐，记录运动时间，将此运动时间记录在控制器内部，每一个观测点都对应一个运动时间。在以后巡检时，根据不同观测点，控制升降杆运动时间即可实现达到对应高度实现清晰拍照。但是此方法的成功与否完全取决于升降杆的速度是否恒定一致，一般情况下升降杆受电机控制运动，电机速度存在一定的误差，不可能每次都是恒定不变的一个值，因此无法保证在以后的升降控制中，在特定时间段下，升降杆升降的高度与实际需求高度一致，造成误差，最终导致无法拍照或拍照有偏差。

基于相关技术中采用升降杆拖动云台法来实现云台高度定位的过程中所存在的定位不精准且无法做到完全自动化和智能化的问题，本发明实施例提供一种升降杆的高度定位方法，如图3所示，该方法包括：操作301，触发高度定位指令，所述高度定位指令中携带有高度信息；操作302，响应于所述高度定位指令，根据所述高度信息计算出待获取的编码数；操作303，响应于所述高度定位指令，驱动升降杆电机运动，以带动升降杆不断升高；操作304，在所述升降杆电机运动过程中，读取升降杆电机所携带磁环的磁场所产生的脉冲数；操作305，当所读取的脉冲数对应数值达到待获取的编码数对应数值时，控制升降杆电机停止运动，以实现升降杆的升高幅度与高度信息一致。

在操作301～302，控制器在获知所需要定位的高度，即高度信息，可以记作h之后，向单片机触发高度定位指令；进一步地，单片机会根据高度信息计算出待获取的编码数。具体地，单片机根据高度信息h和单个脉冲对应的距离d来计算出待获取的编码数n，即n＝h/d。

在操作303～305，单片机通过驱动升降杆电机运动来带动升降杆不断升高。由于预先在升降杆电机输出轴安装有磁环，故当电机运动时，磁环一起旋转，磁环的磁场产生并输出n/s极，从而输出高低脉冲。这样，在所述升降杆电机运动过程中，可以通过编码器来读取升降杆电机所携带磁环的磁场所产生的脉冲数，直至所读取的脉冲数对应数值达到待获取的编码数对应数值时，控制升降杆电机停止运动，以实现升降杆的升高幅度与高度信息一致。

根据本发明一实施方式，所述方法还包括：当所读取的脉冲数对应数值达到待获取的编码数对应数值时，升降杆上升至最高位的限位开关，对所计算出的待获取的编码数清零。这里，由于在升降杆的最高位增加了限位开关，故当达到最高位的限位开关时，单片机可以通过限位开关信号变化检测到是否达到最高位，进而对单片机之前控制编码器记录的编码数清零，从而消除可能存在的编码器丢码导致的累计误差，保证每次执行定高任务都能精准完成，以便准备进入下一次的定高任务。

根据本发明一实施方式，所述方法还包括：触发升降杆归零指令；响应于所述升降杆归零指令，控制升降杆下降至最低位的限位开关。这样，待圣安竟敢归零后，即可准备进入下一次的定高任务。

进一步地，根据本发明一实施方式，所述方法还包括：当控制升降杆下降至最低位的限位开关时，对所计算出的待获取的编码数和/或所读取的脉冲数清零。这里，由于在升降杆的最低位增加了限位开关，故当达到最低位的限位开关时，单片机可以通过限位开关信号变化检测到是否达到最低位，进而对单片机之前控制编码器记录的编码数或所读取的脉冲数清零，从而消除可能存在的编码器丢码导致的累计误差，保证每次执行定高任务都能精准完成，以便准备进入下一次的定高任务。

根据本发明一实施方式，所述方法还包括：当实现升降杆的升高幅度与高度信息一致时，控制云台摄像机进行拍照。

本发明实施例所述升降杆的高度定位方法，首先触发高度定位指令，所述高度定位指令中携带有高度信息；接着响应于所述高度定位指令，根据所述高度信息计算出待获取的编码数；进一步地，驱动升降杆电机运动，以带动升降杆不断升高；在所述升降杆电机运动过程中，读取升降杆电机所携带磁环的磁场所产生的脉冲数；当所读取的脉冲数对应数值达到待获取的编码数对应数值时，控制升降杆电机停止运动，以实现升降杆的升高幅度与高度信息一致。如此，本发明利用升降杆电机所写的磁环的磁场产生脉冲的作用，精确控制升降杆的高度定位，从而做到高度定位的完全自动化和智能化。

图4示出了本发明一应用实例中升降杆的高度定位方法的工作框图。参考图4，本发明一应用实例中升降杆的高度定位的基本工作流程包括：1)控制器下发定高指令(即高度定位指令)给单片机，此指令携带高度信息；2)单片机解析指令，获取高度信息，计算出需要获取的编码数；3)单片机发送指令给电机驱动，控制升降杆电机运动；4)升降杆电机输出轴带有磁环，当电机运动时，磁环一起旋转；5)此时编码器读取磁环的磁场输出n/s极，输出高低脉冲；6)单片机获取到所需编码数，即脉冲，立即控制电机驱动，停止电机；7)控制器控制云台拍照；8)拍照后，控制器给单片机下发指令，命令升降杆归零；9)单片机获取归零指令后，控制升降杆下降，直到触发最低位的到位信号；10)归零后，将读取的编码值全部清零，准备下一次的定高任务。

基于上文所提及的升降杆的高度定位方法，本发明实施例又提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，当所述程序被处理器执行时，使得所述处理器至少执行如下所述的操作步骤：操作301，触发高度定位指令，所述高度定位指令中携带有高度信息；操作302，响应于所述高度定位指令，根据所述高度信息计算出待获取的编码数；操作303，响应于所述高度定位指令，驱动升降杆电机运动，以带动升降杆不断升高；操作304，在所述升降杆电机运动过程中，读取升降杆电机所携带磁环的磁场所产生的脉冲数；操作305，当所读取的脉冲数对应数值达到待获取的编码数对应数值时，控制升降杆电机停止运动，以实现升降杆的升高幅度与高度信息一致。

进一步地，基于上文所述升降杆的高度定位方法，本发明实施例还提供一种升降杆的高度定位装置，如图5所示，所述升降杆的高度定位装置50包括：控制器501，用于触发高度定位指令，所述高度定位指令中携带有高度信息；单片机502，用于响应于所述高度定位指令，根据上述高度信息计算出待获取的编码数；还用于响应于上述高度定位指令，驱动升降杆电机运动，以带动升降杆不断升高；编码器503，用于在所述升降杆电机运动过程中，读取升降杆电机所携带磁环的磁场所产生的脉冲数；所述控制器501，还用于当所读取的脉冲数对应数值达到待获取的编码数对应数值时，控制升降杆电机停止运动，以实现升降杆的升高幅度与高度信息一致。

根据本发明一实施方式，所述编码器503，还用于当所读取的脉冲数对应数值达到待获取的编码器对应数值时，升降机上升至最高位的限位开关，对所计算出的待获取的编码数清零。

根据本发明一实施方式，所述控制器501，还用于触发升降杆归零指令；所述单片机，还用于响应于所述升降杆归零指令，控制升降杆下降至最低位的限位开关。

根据本发明一实施方式，所述编码器503，还用于当控制升降杆下降至最低位的限位开关时，对所计算出的待获取的编码数和/或所读取的脉冲数清零。

根据本发明一实施方式，所述控制器501，还用于当实现升降杆的升高幅度与高度信息一致时，控制云台摄像机进行拍照。

这里需要指出的是：以上对升降杆的高度定位装置实施例的描述，与前述图3所示的方法实施例的描述是类似的，具有同前述图3所示的方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本发明对升降杆的高度定位装置实施例中未披露的技术细节，请参照本发明前述图3所示的方法实施例的描述而理解，为节约篇幅，因此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以利用硬件的形式实现，也可以利用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(readonlymemory，rom)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、rom、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。