将卫星位置数据与地面特征相关联的系统和方法技术方案

一种将卫星位置数据与地面特征相关联的方法可以包括：使用几何捕捉算法来关联卫星位置数据和地面勘测数据，并将卫星位置数据捕捉到地面特征；确定卫星位置数据是否可以捕捉为独特的地面特征；并且当卫星位置数据无法捕捉为独特的地面特征时，使用混合时空捕捉算法来关联卫星位置数据和地面勘测数据，并将卫星位置数据捕捉到独特的地面特征。

【技术实现步骤摘要】
将卫星位置数据与地面特征相关联的系统和方法
本专利技术总体上涉及数据处理系统，更具体地说，涉及用于将卫星位置数据与地面特征相关联的数据处理系统。
技术介绍
采矿作业，特别是露天采矿作业，越来越依赖于对各种采矿设备和车辆传输的数据流进行分析，以提高生产率和降低成本。一个这样的数据流可以包括与采矿环境中的采矿设备和车辆的位置和移动有关的信息和数据。这种位置数据通常从基于卫星的位置定位系统获得，例如GPS、Galileo和GLONASS系统，其可操作地与采矿设备相关联。或者，位置数据可以从其他类型的位置感测系统获得或导出，例如基于惯性的系统或基于地面的无线电导航系统。无论使用何种特定类型的位置感测系统，随后将得到的位置数据传输到处理系统以进行分析。在典型示例中，位置数据可以由处理系统用于车队跟踪和调度目的，从而允许在采矿环境内更有效地部署和移动设备和车辆。然而，其他类型的数据分析系统是已知的，还有其他正在开发的，其至少部分地依赖于这种位置数据。与使用车辆位置数据的系统相关联的一个问题，涉及使测量的位置数据与地面特征相关联或匹配的问题。在采矿环境中，这种地面特征可能涉及车辆行驶的道路网络。这样的地面特征还可以包括采矿环境和基础设施系统的其他方面，例如各种服务建筑物的位置、加油站、装载站和倾卸站，仅举几个例子。与将测量的位置数据与地面特征相关联的困难部分地归因于与车辆位置定位系统(例如，GPS)相关联的固有不确定性和误差。采矿环境本身的性质可能会加剧这些不确定性和错误。例如，许多采矿环境位于山区，这可能对基于卫星的位置数据的准确性产生不利影响。山地地形的存在还可能导致位置数据包括大量完全错误的定位或“异常值”，其位于距车辆的实际位置相当远的位置。除了与获得精确位置测量相关的困难之外，还有其他困难与采矿环境中的地面特征的配置相关联。例如，露天矿场中的道路网络通常包含彼此靠近的道路段，在紧密平行的路径上，并且可能涉及相对复杂的交叉口，所有这些都可能造成将车辆的测量位置与正确的道路或位置正确关联或匹配的困难。采矿环境本身的动态性质还会产生其他问题。例如，道路网络和基础设施系统不是静态的，并且随着采矿作业的进行而频繁地改变和重新配置。包括道路网络的各种道路经常移动和重新定位。类似地，采矿基础设施的元件，例如服务建筑物、加油站、装载站和倾卸站，也可以不时地移动。因此，除了必须准确地将位置数据与已知的地面特征相关联之外，位置相关系统还必须能够通常每天准确地，将位置数据与新的或重新定位的地面特征相关联。未能准确地将车辆的位置与这样的地面特征相关联，可以显著影响依赖于车辆的准确位置定位和布置的系统的价值。例如，并且在车队跟踪和调度系统的背景下，如果其他车辆布置在认为没有车辆的道路上，则在不正确的道路上定位拖运卡车可能导致不正确的调度决策和/或导致拥堵问题。除了限制了用最佳效果使用的车队跟踪和调度系统的能力之外，与准确地将车辆位置与地面特征相关联的困难，限制了采矿运营商开发新的分析系统和工具以进一步提高生产率和降低成本的能力。
技术实现思路
将卫星位置数据与地面特征相关联的方法的一个实施例可以包括以下步骤：使用几何捕捉算法来关联卫星位置数据和地面勘测数据，并将卫星位置数据捕捉到地面特征；确定卫星位置数据是否可以捕捉到独特的地面特征；并且当卫星位置数据无法捕捉为独特的地面特征时，使用混合时空捕捉算法来关联卫星位置数据和地面勘测数据，并将卫星位置数据捕捉到独特的地面特征。还公开了一种非暂时性计算机可读存储介质，其上包含有计算机可执行指令，当由至少一个计算机处理器执行时，使处理器：使用几何捕捉算法来关联卫星位置数据和地面勘测数据，并将卫星位置数据捕捉到地面特征；确定卫星位置数据是否可以捕捉为独特的地面特征；并且当卫星位置数据无法捕捉为独特的地面特征时，使用混合时空捕捉算法来关联卫星位置数据和地面勘测数据，并将卫星位置数据捕捉到独特的地面特征。还公开了一种位置关联系统，其可以包括：计算机处理器和可操作地与计算机处理器相关联的用户界面系统，以允许用户与计算机处理器对接。与计算机处理器可操作地相关联的地面勘测数据库，包括与限定的作业区域中的地面特征相关联的地面勘测数据。可操作地与计算机处理器相关联的卫星位置数据库包括与限定的作业区域内的至少一个物体的移动相关联的卫星数据。与计算机处理器可操作地相关联的几何捕捉算法将卫星位置数据和地面勘测数据相关联，并将卫星位置数据捕捉到地面特征。与计算机处理器可操作地相关联的混合时空捕捉算法，将卫星位置数据和地面勘测数据相关联，并将卫星位置数据捕捉到独特的地面特征。计算机处理器利用几何捕捉算法和混合时空捕捉算法来关联卫星位置数据和地面位置数据，并且特别是当卫星位置数据不能捕捉为独特的地面特征时，利用混合时空捕捉算法。计算机处理器还产生与捕捉的卫星位置数据有关的输出数据，并将输出数据传送到用户界面。附图说明附图中示出了本专利技术的说明性和目前优选的示例性实施例，其中：图1是根据本专利技术的位置相关系统的一个实施例的示意图；图2是露天矿的限定作业区域的一部分的图示，示出了各种地面特征，包括道路和建筑物以及穿过各种道路的车辆；图3是几何捕捉算法的一个实施例的流程图表示；图4是表示相对于定义的二维网格的卫星位置数据点或定位的位置的图形表示；图5是表示相对于定义的二维网格的地面数据点或定位的位置的图形表示；图6是道路网络的地面数据点的图形表示；图7是从在图6的道路网络的一些道路上行驶的车辆获得的卫星数据点或定位的图形表示；图8是由捕捉为图6的道路网络的图7的卫星数据点产生的通行捕捉(post-snapped-on)坐标的图形表示；以及图9是图示说明通过混合时空捕捉算法减少可用于捕捉的可能轨迹的图形表示。具体实施方式本文示出和描述了根据本专利技术的位置相关系统10的一个实施例，因为它可以用于将卫星位置数据12与位于限定的作业区域18内的地面特征16相关联，例如露天矿20或露天矿20的一部分。参见图1和2。在本文所示和所述的特定实施例中，地面特征16可以包括由多个道路24限定的道路网络22。地面特征16还可以包括采矿环境和基础设施系统26的其他方面，例如，各种服务建筑物的位置、加油站、装载站、倾卸站等。地面特征16的位置由地面勘测数据28给出或表示。现在主要参考图1，位置相关系统10可以包括计算机处理器或计算机处理系统30，其可以可操作地连接到地面勘测数据库32和卫星位置数据库34。地面勘测数据库32可以包括地面勘测数据28，在一个实施例中，地面勘测数据28可以包括识别地面特征16的位置的多个记录或数据文件，例如，道路网络22的各种道路24和采矿基础设施26的元件。卫星位置数据库34可以包括从基于卫星的位置定位系统(例如，GPS)获得的卫星位置数据12。卫星位置数据12可以包括多个记录或数据文件，其识别在限定的作业区域18内操作的一个或多个车辆14(例如拖运卡车或其他采矿设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将卫星位置数据与地面特征相关联的方法，地面特征的位置由地面勘测数据给出，包括：/n使用几何捕捉算法来关联卫星位置数据和地面勘测数据，并将卫星位置数据捕捉到地面特征；/n确定卫星位置数据是否可以被捕捉到独特的地面特征；和/n当卫星位置数据无法被捕捉到独特的地面特征时，使用混合时空捕捉算法来关联卫星位置数据和地面勘测数据，并将卫星位置数据捕捉到独特的地面特征，/n其中，所述使用几何捕捉算法包括：/n定义包括在限定位置处的多个网格点的二维网格；/n对于由卫星位置数据限定的多个位置(x，y)，将卫星位置数据舍入到所定义的二维网格的最近网格点以创建幅度数据表，每个舍入的卫星位置数据点在幅度数据表中定义参考网格点值(gx，gy)；/n对于由地面勘测数据给出的地面特征的多个位置(rx，ry)，将地面勘测数据与定义的二维网格的至少四个相邻网格点(gx1，gy1)、(gx2，gy2)、(gx3，gy3)和(gx4，gy4)相匹配，以创建地面坐标表；/n基于参考网格点值(gx，gy)合并幅度数据表和地面坐标表以形成合并表；/n搜索合并表以识别具有(x，y)位置和(rx，ry)位置之间的最小距离的网格点，所识别的网格点包括捕捉点；以及/n将(x，y)位置捕捉到捕捉点。/n...

【技术特征摘要】
20160624 US 62/354,183;20170609 US 15/618,5941.一种将卫星位置数据与地面特征相关联的方法，地面特征的位置由地面勘测数据给出，包括：
使用几何捕捉算法来关联卫星位置数据和地面勘测数据，并将卫星位置数据捕捉到地面特征；
确定卫星位置数据是否可以被捕捉到独特的地面特征；和
当卫星位置数据无法被捕捉到独特的地面特征时，使用混合时空捕捉算法来关联卫星位置数据和地面勘测数据，并将卫星位置数据捕捉到独特的地面特征，
其中，所述使用几何捕捉算法包括：
定义包括在限定位置处的多个网格点的二维网格；
对于由卫星位置数据限定的多个位置(x，y)，将卫星位置数据舍入到所定义的二维网格的最近网格点以创建幅度数据表，每个舍入的卫星位置数据点在幅度数据表中定义参考网格点值(gx，gy)；
对于由地面勘测数据给出的地面特征的多个位置(rx，ry)，将地面勘测数据与定义的二维网格的至少四个相邻网格点(gx1，gy1)、(gx2，gy2)、(gx3，gy3)和(gx4，gy4)相匹配，以创建地面坐标表；
基于参考网格点值(gx，gy)合并幅度数据表和地面坐标表以形成合并表；
搜索合并表以识别具有(x，y)位置和(rx，ry)位置之间的最小距离的网格点，所识别的网格点包括捕捉点；以及
将(x，y)位置捕捉到捕捉点。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述地面特征包括多条轨迹，其中卫星位置数据包括当车辆穿过至少一条轨迹时随时间收集的数据，并且其中所述使用混合时空捕捉算法包括使用时空分数将卫星位置数据捕捉到车辆实际穿过的轨迹。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述使用时空分数包括确定空间接近度值、空间均匀度值和时间均匀度值中的每一个。


4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：定义耐心窗口，其中所述使用所述混合时空捕捉算法将卫星位置数据捕捉到独特的地面特征。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述定义限定耐心窗口包括定义具有约10秒的时间跨度的耐心窗口。


6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述使用混合时空算法还包括：
将主要路径定义为具有超过一个预定时间的卫星位置数据定位的任何路径，所述位置数据定位是唯一可选的可捕捉点；以及
捕捉卫星数据定位到所述主要路径。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述预定时间为10秒。


8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述使用混合时空算法进一步包括：
将近拱点时间戳定义为对应于与卫星位置数据定位相关联的时间戳，所述卫星位置数据定位与可捕捉的道路坐标点的距离最近；以及
基于近拱点时间戳捕捉卫星数据定位。


9.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：
确定同一路径中的多个点是否可以同时被捕捉；以及
仅捕捉所述多个点的最近点。


10.根据权利要求1所述的方法，其中所述定义二维网格包括定义二维正方形网格。


11.如权利要求10所述的方法，其中所述定义二维正方形网格包括定义二维正方形网格，其中二维正方形网格的每个正方形网格的边对应于约300英尺(约91米)的地面长度。


12.如权利要求10所述的方法，其中所述使用几何捕捉算法进一步包括：仅在(x，y)位置与所述(rx，ry)位置之间的距离等于或小于约150英尺(约46米)的地面距离时，将所述卫星位置数据捕捉到地面特征。


13.根据权利要求1所述的方法，其中定义的二维网格的至少四个相邻网格点(gx1，gy1)、(gx2，gy2)、(gx3，gy3)和(gx4，gy4)分别包括西南、西北、东南和东北地面网格点。


14.根据权利要求1所述的方法，其中地面特征的每个位置由地面坐标系定义，包括：
起始呼叫点；
结束呼叫点；
到起始呼叫点的距离；以及
到结束呼叫点的距离。


15.根据权利要求14所述的方法，其中到所述起始呼叫点和到结束呼叫点的距离是整数。


16.根据权利要求15所述的方法，其中至少一些距离包括曲线距离，并且其中所述几何捕捉算法沿Bezier曲线测量曲线距离。


17.一种将卫星位置数据与地面特征相关联的方法，地面特征的位置由地面勘测数据给出，其中地面特征包括多条轨迹，并且其中卫星位置数据包括当车辆穿过至少一条轨迹时随时间收集的数据，包括：
使用几何捕捉算法关联卫星位置数据和地面勘测数据，并将卫星位置数据捕捉到地面特征；
确定卫星位置数据是否可以被捕捉到独特的地面特征；和
当卫星位置数据无法被捕捉到独特的地面特征时，使用混合时空捕捉算法来关联卫星位置数据和地面勘测数据，并将卫星位置数据捕捉到...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·沃克，R·卡特伦，B·沃汉，H·J·陆，
申请(专利权)人：弗里波特麦克莫兰公司，
类型：发明
国别省市：美国;US