[发明专利]一种户外施工机械实时高精度定位方法及装置

说明书

本发明公开一种户外施工机械实时高精度定位方法及装置，所述方法首先通过北斗定位系统获得基准机械的定位坐标和航向角；在基准机械车厢尾部粘贴三张反光膜，并计算出三张反光膜的坐标；在目标机车车头处安装激光二极管，在激光头前安装振镜、扫描镜，激光射到扫描镜上发生反射，使得激光能够正射到三张反光膜上；利用PIN光电二极管检测反射回来的激光信号强度；判断激光是否正射到反光膜上，再通过电压电流获得此时激光发射角度，根据发射角、反光膜的坐标、反光膜之间的间距即可计算出目标机械的定位坐标。本发明可用实现户外施工机械的实时高精度定位，在保证定位精度的同时显著降低定位成本。

技术领域

本发明涉及一种户外施工机械实时高精度定位方法，属于施工机械定位技术领域。

背景技术

户外施工智能化管理对施工机械的定位精度要求越来越高，当前高性能定位系统的精度能达到厘米级，如北斗定位系统和GPS定位系统，但是这种高性能定位系统的单价高昂，且在户外施工过程中需要同时对多辆施工机械进行高精度实时定位，若在每辆施工机械上均采用高性能定位系统，则造成总体成本太高，不利于推广。基于此，为了降低成本且保证定位精度，需要一种科学有效的户外施工机械实时高精度定位方法。

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是克服当前户外施工机械高精度定位成本过高的现状，实现较低成本下的户外施工机械高精度实时定位目标。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种户外施工机械实时高精度定位方法，包括如下步骤：

(1)获取基准机械的定位坐标和航向角。在户外施工中，平面定位的需要远远高于高程定位，故本发明技术方案只考虑平面定位。选择高斯平面直角坐标系作为坐标系，其X轴为赤道在地球椭圆柱面上的投影，Y轴为中央子午线在地球椭圆柱面上的投影，与X轴正交，交点为高斯平面直角坐标系原点O。根据实际情况选择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)。

(2)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可计算出A₂的坐标为(x₂，y₂)，根据航向角α和L₂可计算出A₃的坐标为(x₃，y₃)，如下：

(3)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，获取目标机械上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。