[发明专利]用于确定机械的位置和方向的方法和定位系统

说明书

一种用于确定机械在工作现场中的位置和方向的方法和系统。机械配备有至少一个标记点(MP)，并且工作现场配备有至少一个参考点(RP)。此外，跟踪设备(TA)设置到工作现场，通过跟踪相对于跟踪设备(TA)的参考点(RP)和标记点(MP)位置由跟踪设备(TA)获取数据；将获取的数据从跟踪设备(TA)传输到至少一个位置确定单元(PDU)，并且由至少一个位置确定单元(PDU)至少部分地基于获取的数据来确定机械在工作现场中的位置和方向。

技术领域

本发明涉及一种用于确定机械在工作现场中的位置和方向的方法和定位系统。

背景技术

不同类型的工作机械可以用在不同的土方工作现场或施工现场，例如，用于将土壤或岩石材料从一个位置移动到另一个位置，或者提升或降低用于施工的材料。这类工作现场的示例包括例如用于建筑物的房屋施工工作现场或地下施工工作现场和道路施工工作现场。像那样的工作机械例如是挖掘机和移动式起重机。

工作机械和工作机械的工作工具应该能够非常准确地定位在工作现场，以便正确地执行设计的操作。可以向工作机械的操作员显示关于工作机械及其工具的准确位置的信息，以便操作员在控制工具和机械时使用该信息。当机械及其工具的准确位置信息在其被用于半自动或全自动工作机械中时是特别重要的，即，工作机械在不被机械的操作员持续控制的情况下操作(至少一段时间)，从而所述机械的操作员没有立即纠正机械或其工具的可能的错位。

通常，机械的自动定位可以基于：例如，卫星定位系统GNSS(全球导航卫星系统)，例如，GPS(US)、GLONASS(RU)、Galileo(EU)或Compass(CN)。替代地，工作机械的定位可以通过定位到工作现场的全站仪来提供。

然而，在每一个工作现场都不一定有任何或足够精确的卫星定位系统可用，或者可用的定位系统不够精密，无法高精度地确定机械的位置和方向。用高精度系统改装旧的机械不一定非常具有成本效益。此外，在工作现场设置全站仪定位系统可能很费力，尤其是如果全站仪定位系统每天或每天多次从工作现场拆除。

因此，需要简单的定位解决方案，所述解决方案易于拆除和再次设置。

发明内容

本发明的目的是提供一种新颖的方法和一种新颖的定位系统，用于确定机械在工作现场中的位置和方向。

本发明的特征为独立权利要求的特征。

本发明的构思是使用布置在机械中的至少一个标记点、布置在工作现场中的至少一个参考点以及设置到工作线场用于确定机械在工作现场中的位置和方向的至少一个跟踪设备。相对于跟踪设备的参考点和标记点位置由跟踪设备跟踪，即通过跟踪设备获取数据，并且至少部分地基于获取的数据来确定机械在工作现场中的位置和方向。

所述解决方案为确定机械在工作现场中的位置和方向提供了简单的布置，因为跟踪设备不需要设置到任何特定的位置和方向，只要面向当前工作区域的方向的一般设置就足够了。这能够使机械的操作员可以随身携带跟踪设备，并在每次操作员离开工作现场(例如午餐)时，可以将其放在安全的地方，因为将其携带和放回工作现场仅花费几秒钟。

在从属权利要求中公开了本发明的一些实施例。

根据所述方法的实施例，跟踪设备还通过以下至少一个来获取与跟踪设备的稳定性有关的数据：至少一个陀螺仪；至少一个加速度计；并且连续观察与至少一个参考点有关的获取的数据。

根据所述方法的实施例，所述方法还包括基于获取的数据来确定跟踪设备的跟踪状态。

根据所述方法的实施例，跟踪设备的跟踪状态是以下中的一个：激活、跟踪、正态、待定和退出。

根据所述方法的实施例，跟踪设备确定跟踪设备的跟踪状态，并且跟踪设备还向位置确定单元传输以下中的至少一个：跟踪状态和跟踪状态的变化。