红外光幕在地铁屏蔽门障碍物探测中的研究.pdf

2013年第32卷第3期
传感器与徽系统( Transducer and Microsystem Technologies)
红外光幕在地鉷屏蔽门障碍物探测中的研究
王瑞峰,杨子河,孔维珍
(兰州交通大学自动化与电气工程学院,甘肃兰州730070)
摘要:针对现有地铁屏蔽门通过门速曲线的改变来探测障碍物的方法在检测最小尺寸为4mm×40mm
的障碍物中所存在的不足,提出一种利用红外光幕的障碍物探测方法,并结合数字信号处理器(DSP)的无
刷直流电动机控制技术和模糊PD控制算法来实现地铁屏蔽门暲碍物的探测,最后在 Matlab/ Simulink环
境中构建了整个系统的数学模型,并对系统在正常情况和遇到障碍物时的关门过程进行仿真分析。仿真
结果表明:基于该方法设计的地铁屏蔽门障碍物探测系统可以解决现有地铁屏蔽门在障碍物探测方面的
不足。
关键词:红外光幕;障碍物探测;模糊PID控制算法;数字信号处理器;无刷直流电动机
中图分类号:TP274文献标识码:A文章编号:1000-9787(9013)03-0025-04
Research on infrared light screen in obstacle detection
of subway platform screen doors
WANG Rui-feng, YANG Zi-he, KONG Wei-zhen
(School of Automation &Electrical Engineering, Lanzhou Jiao Tong University, Lanzhou 730070, China)
Abstract Aiming at shortage of method existed in subway platform screen door(PSD )detects the minimum size
of obstacles is 4 mm X 40 mm when using the method of door speed curve changes a method to detect obstacles
using infrared light screen is proposed, combined with DSP control technology of brushless DC motor(BLDCM
and fuzzy PID control algorithm to realize obstacle detection of subway platform screen door. Mathematical model of
the whole system is constructed and simulation in Matlab/Simulink. The simulation results show that the subway
platform screen door obstacles detecting system based on infrared screen can solve the shortage which existed in
the existing subway platform sereen door obstacles detecting system
Key words: infrared light screen; obstacle detection; fuzzy PID control algorithm; digital signal processor
(DSP); brushless DC motor(BLDCM)
0引言
会影响门机控制単元对电压的校正功能。这样就很难找到
现有地铁屏蔽门(PS)障碍物探测系统主要用于障碍一个既能满足精度要求又能不影响预设门速曲线的平衡
物的探测方法是将门速曲线中预期的电机电流和测量到的
点
电机电流进行的对比而判断障碍物的所在,任何门速的改
2)通过门速度曲线探测障碍物方法中预期电机的电
变都可以通过门控制单元( door control unit,DCU)中的微流对应于一定的夹紧力,在地铁验收过程中使用4m
控制器使用标淮电动机电流去计算障碍物对门施加的压40mm的钢条来检测的目的就是通过钢条的刚性来感知该
力,从而探测障碍物所在。当探测釗障碍物存在时,微控制钢条对屏蔽门施加的压力。而对于质地较软的障碍物,就
器会启动指定的障碍物探测程序来控制屏蔽门的开关状不能通过该方法进行探测,当有衣服、领带、背包节、皮革等
态。该控制方案存在以下不足山
障碍物存在时,就容易造成安全隐患。如上海地铁的1+,2
1)屏蔽门障碍物探测系统系统所能探测到的最小障线屏蔽门中,大部分预期电机电流设置较高,该部分屏蔽门
碍物的尺寸为4mm×40mm,对于这类障碍物,通过门速基于欧洲应用交通环境生成,适应于客流不拥挤的情况,在
曲线的改变来探测已经不能满足精度的要求,如果将精度国内应用后屡屡发生夹人事故2。
调高了,当了的实际速度曲线与设定速度曲线不符合时,又
红外光幕是通过控制系统同时控制红外发射器发送信
收稿日期:2012-08-27