一种工程机械定位系统技术方案

一种工程机械定位系统，其特征在于，系统包括：多个棱镜，其设置在工程机械上并处于不同位置；全站仪，其用于测量多个棱镜的位置信息；测量通道控制装置，其设置在各个棱镜与全站仪之间，用于将棱镜与全站仪之间的测量通道打开或关闭。本系统通过在测量过程中通过将不同棱镜与全站仪之间的不同测量通道打开或关闭，能够有效避免由于不同棱镜的位置过于靠近而造成的彼此干扰，其能够利用测量通道控制装置保证全站仪能够准确、可靠地实现对相邻棱镜的测量。

A Location System for Construction Machinery

A positioning system for construction machinery is characterized by: a plurality of prisms, which are set in different positions on construction machinery; a total station, which is used to measure the position information of multiple prisms; and a measuring channel control device, which is set between each prism and total station, which is used to open or close the measuring channel between the prism and total station. By opening or closing different measuring channels between different prisms and total station in the course of measurement, this system can effectively avoid the interference caused by the position of different prisms being too close to each other. It can use the measuring channel control device to ensure that the total station can accurately and reliably measure the adjacent prisms.

【技术实现步骤摘要】
一种工程机械定位系统
本专利技术涉及工程定位
，具体地说，涉及一种工程机械定位系统。
技术介绍
全站仪(即全站型电子测距仪)集光、机、电为一体，它是集水平角、垂直角、距离、高差测量等功能于一体的测绘仪器。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。全站仪广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。现有的全站仪定位技术通常通过测量棱镜的位置来确定出待测物的物质信息，然而，如果两个测量目标(即两个棱镜)相隔较近，那么全站仪在捕捉目标是则可能会出现捕捉混淆的问题。这也就是说，当期望全站仪捕捉其中一个棱镜时，由于两个棱镜的位置过近，全站仪实际所捕捉的棱镜很可能是另一个棱镜，这样也就为定位造成了影响。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种工程机械定位系统，所述系统包括：多个棱镜，其设置在工程机械上并处于不同位置；全站仪，其用于测量所述多个棱镜的位置信息；测量通道控制装置，其设置在所述各个棱镜与全站仪之间，用于将所述棱镜与全站仪之间的测量通道打开或关闭。根据本专利技术的一个实施例，所述测量通道控制装置包括：遮挡控制模块，其用于根据实际需要生成测量通道遮挡信号或测量通道打开信号；多个遮挡模块，各个遮挡模块对应设置在各个棱镜与全站仪之间并与所述遮挡控制模块连接，用于根据所述测量通道遮挡信号或测量通道打开信号将所述棱镜与全站仪之间的测量通道关闭或打开。根据本专利技术的一个实施例，所述遮挡模块与棱镜固接，所述遮挡控制模块与所述全站仪固接。根据本专利技术的一个实施例，所述测量通道控制装置配置为在将其中一个棱镜与全站仪之间的测量通道打开时，将其他棱镜与全站仪之间的测量通道关闭。根据本专利技术的一个实施例，所述系统还包括：全站仪控制装置，其与所述全站仪连接，用于控制所述全站仪的运行状态。根据本专利技术的一个实施例，所述全站仪控制装置包括：操作指令生成模块，其用于根据用户的操作动作生成相应的操作指令；数据传输模块，其与所述操作指令生成模块连接，用于将所述操作指令传输至所述全站仪，以通过所述操作指令控制所述全站仪进行转动和/或进行位置测量。根据本专利技术的一个实施例，所述操作指令生成模块包括控制手柄。根据本专利技术的一个实施例，所述系统还包括：工程机械位姿确定装置，其与所述全站仪连接，用于根据所述全站仪测量得到的所述多个棱镜在隧道空间坐标系内的位置信息以及预先存储的所述多个棱镜在工程机械空间坐标系内的位置信息确定所述工程机械在所述隧道空间坐标系内的位姿。根据本专利技术的一个实施例，所述工程机械位姿确定装置配置为：获取隧道空间坐标系绕水平轴到所述工程机械空间坐标系的旋转角度，得到水平轴旋转角度；根据所述水平轴旋转角度，利用所述两个指定点在隧道空间坐标系内的坐标和在工程机械空间坐标系中的坐标确定出坐标系转换参数，并根据所述坐标系转换参数确定所述工程机械在所述隧道空间坐标系内的位姿。根据本专利技术的一个实施例，所述工程机械位姿确定装置配置为根据如下表达式确定所述坐标系转换参数：其中，(X,Y,Z)表示一点在隧道空间坐标系内的坐标，(x,y,z)表示一点在工程机械空间坐标系内的坐标，(Δx,Δy,Δz)表示隧道空间坐标系的原点与工程机械空间坐标系的原点之间的矢量，k表示比例系数，RX(α)表示隧道空间坐标系到工程机械空间坐标系沿X轴旋转的变换矩阵，RY(β)表示隧道空间坐标系到工程机械空间坐标系沿Y轴旋转的变换矩阵，RZ(γ)表示隧道空间坐标系到工程机械空间坐标系沿Z轴旋转的变换矩阵，α表示隧道空间坐标系绕X轴到工程机械空间坐标系的旋转角度，β表示隧道空间坐标系绕Y轴到工程机械空间坐标系的旋转角度，γ表示隧道空间坐标系绕Z轴到工程机械空间坐标系的旋转角度，其中，X轴和Y轴为水平轴。本专利技术所提供的工程机械定位系统通过在测量过程中通过将不同棱镜与全站仪之间的不同测量通道打开或关闭，能够有效避免由于不同棱镜的位置过于靠近而造成的彼此干扰，其能够利用测量通道控制装置保证全站仪能够准确、可靠地实现对相邻棱镜的测量。本专利技术所提供的工程机械定位系统通过全站仪控制装置来远程控制全站仪(例如用户可以通过设置在工程机械操作室内的全站仪控制装置来远程操作全站仪)，这样也就避免了隧道内复杂环境对工作人员的不利影响，从而提高了工程机械定位的安全性以及可靠性。本专利技术所提供的工程机械定位系统利用工程机械上不同棱镜在两个不同坐标系(即工程机械坐标系和隧道空间坐标系)内的坐标来确定这两个坐标系之间的转换关系，进而根据该转换关系来确定出工程机械在隧道空间坐标系中的位姿。由于工程机械坐标系内的坐标是事先确定并存储的，因此本定位方法以及系统也就可以通过直接进行数据读取来获得上述坐标数据，这样也就可以有效减少在对隧道内的工程机械进行定位所需要处理的数据量。同时，本专利技术所提供的工程机械定位系统由于是根据获取到的工程机械上两个指定点在空间坐标系下的坐标来确定工程机械在隧道空间坐标系下的位姿，因此其相较于现有技术所需要处理的数据量更少，数据处理算法也就可以更加简单，这样不仅可以提高定位效率，还能够降低数据处理算法的复杂度，进而降低开发成本以及提高系统的可靠性。此外，本方法还能够有效减少人为影响因素对定位结果所带来的干扰，这样也就可以提高最终定位结果的准确性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：图1是根据本专利技术一个实施例的工程机械定位系统的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的工程机械定位系统的分布示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的全站仪控制装置的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本专利技术实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。针对现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供了一种新的工程机械定位系统，该系统能够利用测量通道控制装置保证全站仪能够准确、可靠地实现对相邻棱镜的测量。图1示出了本实施例所提供的工程机械定位系统的结构示意图。如图1所示，本实施例所提供的工程机械定位系统包括：多个棱镜101、测量通道控制装置102以及全站仪105。各个棱镜101设置在工程机械上并处于不同位置处，全站仪则可以测量各个棱镜的位置信息。本实施例中，测量通道控制装置102设置在各个棱镜与全站仪105之间，其能够根据实际需要将棱镜与全站仪105之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程机械定位系统，其特征在于，所述系统包括：多个棱镜，其设置在工程机械上并处于不同位置；全站仪，其用于测量所述多个棱镜的位置信息；测量通道控制装置，其设置在所述各个棱镜与全站仪之间，用于将所述棱镜与全站仪之间的测量通道打开或关闭。

【技术特征摘要】
1.一种工程机械定位系统，其特征在于，所述系统包括：多个棱镜，其设置在工程机械上并处于不同位置；全站仪，其用于测量所述多个棱镜的位置信息；测量通道控制装置，其设置在所述各个棱镜与全站仪之间，用于将所述棱镜与全站仪之间的测量通道打开或关闭。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量通道控制装置包括：遮挡控制模块，其用于根据实际需要生成测量通道遮挡信号或测量通道打开信号；多个遮挡模块，各个遮挡模块对应设置在各个棱镜与全站仪之间并与所述遮挡控制模块连接，用于根据所述测量通道遮挡信号或测量通道打开信号将所述棱镜与全站仪之间的测量通道关闭或打开。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述遮挡模块与棱镜固接，所述遮挡控制模块与所述全站仪固接。4.如权利要求1～3中任一项所述的系统，其特征在于，所述测量通道控制装置配置为在将其中一个棱镜与全站仪之间的测量通道打开时，将其他棱镜与全站仪之间的测量通道关闭。5.如权利要求1～4中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：全站仪控制装置，其与所述全站仪连接，用于控制所述全站仪的运行状态。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述全站仪控制装置包括：操作指令生成模块，其用于根据用户的操作动作生成相应的操作指令；数据传输模块，其与所述操作指令生成模块连接，用于将所述操作指令传输至所述全站仪，以通过所述操作指令控制所述全站仪进行转动和/或进行位置测量。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述操作指令生成模块包括控制手柄。8.如权利要求1～7中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，郑大桥，秦念稳，陈姣元，邓泽，张子明，田旭，白晓宇，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43