用于确定机械的位置和方向的方法技术

一种用于确定机械在工作现场中的位置和方向的方法。该工作现场配备有至少一个参考点。所述方法包括：将跟踪设备设置在机械上，通过确定至少一个参考点在工作现场中相对于跟踪设备的位置来跟踪具有跟踪设备的机械，将来自跟踪设备的数据传输到与跟踪有关的位置确定单元，并且，由位置确定单元至少部分地基于从跟踪设备接收到的数据来确定机械在工作现场中的位置和方向。

【技术实现步骤摘要】
用于确定机械的位置和方向的方法
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新颖的方法，该方法用于确定机械在工作现场中的位置和方向。本专利技术的特征为独立权利要求的特征。本专利技术的构思是使用布置在工作现场中的至少一个参考点和布置在机械中的至少一个跟踪设备，所述跟踪设备被布置成：通过确定至少一个参考点RP在工作现场中相对于跟踪设备的位置而用跟踪设备跟踪机械，并且之后，至少部分地基于从所述跟踪接收的数据来确定机械在工作现场中的位置和方向。本专利技术提供用于确定机械在工作现场中的位置和方向的简单解决方案。在从属权利要求中公开了本专利技术的一些实施例。根据所述方法的实施例，所述方法还包括：通过确定跟踪设备在机械坐标系中的位置和方向来初始化跟踪设备的跟踪状态。根据所述方法的实施例，所述方法还包括：由位置确定单元指示当前准确性水平，所述当前准确性水平与由从跟踪设备接收的数据所实现的机械的位置和方向有关。根据所述方法的实施例，所述方法还包括：确定与要实现的机械的位置和方向有关的准确性水平，由位置确定单元检测与机械的位置和方向有关的更高准确性水平的需要，并且由位置确定单元从跟踪设备获取附加跟踪数据。根据所述方法的实施例，通过半自动地或自动地中的至少一种方式获取来自跟踪设备的附加跟踪数据。根据所述方法的实施例，半自动地获取来自跟踪设备的附加跟踪数据包括：布置位置确定单元，以提供以下至少一个：指示操作员需要跟踪设备检测至少一个参考点，指示操作员需要跟踪设备检测另一个参考点，并且，指示操作员需要跟踪设备检测至少一个另外的参考点；并且，操作员根据所述指示来操作机械。根据所述方法的实施例，将跟踪设备设置在所述机械上的步骤包括：将机械上的跟踪设备设置在可调节底座上，并且操作员根据指示来操作可调节底座，并且，在可调节底座的每次操作之后，通过确定跟踪设备在机械坐标系中的位置和方向来初始化跟踪设备的跟踪状态。根据所述方法的实施例，将跟踪设备设置在所述机械上的步骤包括：将机械上的跟踪设备设置在可调节底座上，并且，通过由跟踪设备和位置确定单元中的至少一个控制可调节底座来自动地获取来自跟踪设备的附加跟踪数据。根据所述方法的实施例，在由跟踪设备和位置确定单元中的至少一个控制可调节底座之后，通过确定跟踪设备在机械坐标系中的位置和方向来初始化跟踪设备的跟踪状态。根据所述方法的实施例，所述方法还包括：将一个或更多个附加跟踪设备设置到工作现场，并为机械配备在机械坐标系中已知的至少一个标记点，通过跟踪相对于相应的一个或更多个附加跟踪设备的参考点和标记点位置，而由一个或更多个附加跟踪设备获取数据，将获取的数据从一个或更多个附加跟踪设备传输到至少一个位置确定单元，并且，由至少一个位置确定单元至少部分地基于从跟踪设备和一个或更多个附加跟踪设备中的至少一个接收的数据来确定机械在工作现场坐标系中的位置和方向。根据所述方法的实施例，可以使用附加跟踪设备中的一个在机械坐标系中限定跟踪设备设置在机械中的位置和方向。附图说明在下文中，将参照附图通过优选实施例更详细地描述本专利技术，其中图1示意性地示出了挖掘机的侧视图；图2示意性地示出了工作现场的俯视图；图3示意性地示出了用于确定机械在工作现场中的位置和方向的定位系统的一些组件；图4示意性地示出了用于确定机械在工作现场中的位置和方向的方法的实施例；图5示意性地示出了具有许多参考点的参考标记，所述参考点将布置在工作现场中，用于确定机械在工作现场中的位置和方向；图6示意性地示出了具有许多标记点的标记，所述标记点将布置在机械上，用于确定机械在工作现场中的位置和方向；图7示意性地示出了跟踪设备的实施例；图8示意性地示出了可能布置在机械和/或跟踪设备中的传感器；图9示意性地示出了跟踪设备的一些可能的跟踪状态；图10示意性地示出了第二工作现场的俯视图；图11示意性地示出了用于确定机械在工作现场中的位置和方向的另一个方法的实施例；以及图12示意性地示出了第三工作现场的俯视图。为了清楚起见，附图以简化的方式示出了本专利技术的一些实施例。在附图中，相似的附图标记标识相似的元件。具体实施方式图1是在工作现场13处的挖掘机1的示意性侧视图，在工作现场13中，挖掘机1要被操作。挖掘机1是工作机械的一个示例，所述工作机械与所公开的方法和定位系统结合使用。挖掘机1包括可移动托架2，所述可移动托架包括下托架2a，即，下托架2a和上托架2b。下托架2a包括履带，但是可替代地设置有轮子。上托架2b通过上托架2b的旋转轴3连接到下托架2a。上托架2b可以围绕旋转轴线4相对于下托架2a旋转，正如用箭头R示意性地示出的。旋转轴线4与旋转轴3的中心轴线重合。挖掘机1还包括连接在上托架2b处的动臂5，由此动臂5布置为与上托架2b一起转动。动臂5可以至少包括第一动臂部件5a。动臂5还可以包括其它动臂部件，例如，第二动臂部件5b。动臂5可以相对于上托架2b升高和降低，正如用箭头L示意性地示出的。第二动臂部件5b可以通过接头6连接到第一动臂部件5a，允许第二动臂部件5b围绕第一动臂部件5a转动，正如用箭头T6示意性地示出的。在第二动臂部件5b的远端处，存在工作工具，在这种情况下为铲斗7，并且在铲斗7与第二动臂部件5b之间，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定机械在工作现场中的位置和方向的方法，所述工作现场配备有至少一个参考点，其中，所述方法包括：/n将跟踪设备设置在所述机械上，/n通过确定至少一个参考点在所述工作现场中相对于所述跟踪设备的位置而用所述跟踪设备来跟踪所述机械；/n将来自所述跟踪设备的数据传输到关于所述跟踪的位置确定单元；并且/n由所述位置确定单元至少部分地基于从所述跟踪设备接收到的数据来确定所述机械在所述工作现场中的位置和方向。/n

【技术特征摘要】
20191127 FI 201960231.一种用于确定机械在工作现场中的位置和方向的方法，所述工作现场配备有至少一个参考点，其中，所述方法包括：
将跟踪设备设置在所述机械上，
通过确定至少一个参考点在所述工作现场中相对于所述跟踪设备的位置而用所述跟踪设备来跟踪所述机械；
将来自所述跟踪设备的数据传输到关于所述跟踪的位置确定单元；并且
由所述位置确定单元至少部分地基于从所述跟踪设备接收到的数据来确定所述机械在所述工作现场中的位置和方向。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：
通过确定所述跟踪设备在机械坐标系中的位置和方向来初始化所述跟踪设备的跟踪状态。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：
由所述位置确定单元指示当前准确性水平，所述当前准确性水平与由从所述跟踪设备接收的数据所实现的所述机械的位置和方向有关。


4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：
由所述位置确定单元指示当前准确性水平，所述当前准确性水平与由从所述跟踪设备接收的数据所实现的所述机械的位置和方向有关。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：
确定与要实现的所述机械的位置和方向有关的准确性水平，
由所述位置确定单元检测与所述机械的位置和方向有关的更高准确性水平的需要，并且
由所述位置确定单元从所述跟踪设备获取附加跟踪数据。


6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：
确定与要实现的所述机械的位置和方向有关的准确性水平，
由所述位置确定单元检测与所述机械的位置和方向有关的更高准确性水平的需要，并且
由所述位置确定单元从所述跟踪设备获取附加跟踪数据。


7.根据权利要求5所述的方法，其中，通过半自动地或自动地中的至少一种方式获取来自所述跟踪设备的附加跟踪数据。


8.根据权利要求6所述的方法，其中，通过半自动地或自动地中的至少一种方式获取来自所述跟踪设备的附加跟踪数据。


9.根据权利要求7所述的方法，其中，半自动地获取的来自所述跟踪设备的附加跟踪数据包括：
布置所述位置确定单元，以提供以下至少一个：
指示操作员需要所述跟踪设备检测至少一个参考点，
指示所述操作员需要所述跟踪设备检测另一个参考点，或者
指示所述操作员需要所述跟踪设备检测至少一个另外的参考点；并且
所述操作员根据所述指示来操作所述机械。


10.根据权利要求8所述的方法，其中，半自动地获取的来自所述跟踪设备的所述附加跟踪数据包括：
布置所述位置确定单元，以提供以下至少一个：
指示操作员需要所述跟踪设备检测至少一个参考点，
指示所述操作员需要所述跟踪...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·科瓦宁，安蒂·科卢，佩特里·莫希奥，米科·维萨南，阿托·安提拉，
申请(专利权)人：诺瓦特伦有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI