[发明专利]一种户外施工机械实时高精度定位方法及装置

权利要求书

1.一种户外施工机械实时高精度定位方法，其特征在于：包括如下步骤：

(一)获取基准机械的定位坐标和航向角：

选择高斯平面直角坐标系作为坐标系，以一辆施工机械作为基准机械，在基准机械上安装一套高精度北斗定位系统，将定位天线居中置于基准机械车厢尾部，实时获取其高斯定位坐标和航向角(x₁，y₁，α)；

(二)计算基准机械上三个反光膜的坐标：

在基准机械车厢尾部居中粘贴一张反光膜A₁，在与基准机械运动方向垂直的方向上，在反光膜A₁左侧距离为L₁处粘贴反光膜A₂，在反光膜A₁右侧距离为L₂处粘贴反光膜A₃；三张反光膜高度一致，其中A₁的坐标即为(x₁，y₁)，再根据航向角α和L₁计算出A₂的坐标为(x₂，y₂)，根据航向角α和L₂计算出A₃的坐标为(x₃，y₃)，如下：

(三)在待定位目标机械上安装激光二极管，激光头与基准机械上的反光膜高度一致，获取所述激光二极管发射出的光束正射到基准机械车厢尾部反光膜A₂、A₁和A₃时的角度，记其与地理正北方向夹角分别为β₂、β₁和β₃；

(四)根据以上(x₁，y₁)、(x₂，y₂)、(x₃，y₃)、L₁、L₂、β₂、β₁和β₃来计算目标机械实时定位坐标(x，y)：

设正射到A₂的直线为l₂，则l₂的直线方程表达式为：

同理l₁的直线方程表达式为：

l₃的直线方程表达式为：

联立以上三个直线方程即求出唯一解(x，y)，该解即为目标机械的坐标

2.根据权利要求1所述的户外施工机械实时高精度定位方法，其特征在于：所述步骤(三)中，通过扫描镜持续来回摆动改变激光射出的角度。

3.根据权利要求2所述的户外施工机械实时高精度定位方法，其特征在于：利用偏转线圈带动振镜转动，振镜转动带动扫描镜持续来回摆动。

4.根据权利要求3所述的户外施工机械实时高精度定位方法，其特征在于：设置基准时钟，将其输入任意波形发生器连续生成三角波电压，再通过电压/电流转换形成电流，控制偏转线圈转动。

5.根据权利要求4所述的户外施工机械实时高精度定位方法，其特征在于：当激光正射到反光膜上时，利用控制偏转线圈转动的电流值，得到偏转线圈的偏转角度，该偏转角度即为激光的发射角。

6.根据权利要求1所述的户外施工机械实时高精度定位方法，其特征在于：所述步骤(三)中，通过PIN光电二极管检测返回的激光信号强度，将返回的激光信号强度与设定的信号强度阈值进行比较，判断激光是否正射到反光膜上。