基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法和系统。该方法包括：在地下巷道的一个侧壁上布置多个无源定位信标；在进行车辆定位之前，驾驶车辆通过所述地下巷道并采用设置在车辆上的摄像仪识别所述无源定位信标并精确定位每个所述无源定位信标的水平坐标；对在所述地下巷道中驾驶的车辆进行定位时，基于每个所述无源定位信标的水平坐标和所述车辆上的摄像仪当前识别的所述无源定位信标对所述车辆进行不同区段内的粗略定位；基于本安型惯性导航装置获取所述车辆的倾角和车辆速度，并基于所述倾角、所述车辆速度和所述粗略定位计算所述车辆的精确定位。本发明专利技术可以在地下无网络环境中实现对车辆进行高精度定位。定位。定位。

【技术实现步骤摘要】
基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法和系统


[0001]本专利技术涉及地下巷道环境定位领域，更具体地说，涉及一种基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法和系统。

技术介绍

[0002]全球定位系统(Global Positioning System，GPS)，是一种以人造地球卫星为基础的高精度无线电导航的定位系统，它在全球任何地方以及近地空间都能够提供准确的地理位置、车行速度及精确的时间信息，其依赖于GPS卫星信号的接收。因此目前在室外，可以依靠GPS技术对车辆进行定位。然而在地下巷道环境，尤其是例如矿山的地下巷道环境中，由于没有GPS信号，因此无法通过GPS进行精确定位。目前地下巷道环境定位往往采用有源信标，依靠布置定位基站实现精确定位，因此涉及到电源线缆布置且投资规模很大，还容易受到地下巷道环境影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够实现地下无网络环境中对车辆进行高精度定位的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法和系统。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法，包括：
[0005]S1、在地下巷道的一个侧壁上布置多个无源定位信标；
[0006]S2、在进行车辆定位之前，驾驶车辆通过所述地下巷道并采用设置在车辆上的摄像仪识别所述无源定位信标并精确定位每个所述无源定位信标的水平坐标；
[0007]S3、对在所述地下巷道中驾驶的车辆进行定位时，基于每个所述无源定位信标的水平坐标和所述车辆上的摄像仪当前识别的所述无源定位信标对所述车辆进行不同区段内的粗略定位；
[0008]S4、基于本安型惯性导航装置获取所述车辆的倾角和车辆速度，并基于所述倾角、所述车辆速度和所述粗略定位计算所述车辆的精确定位。
[0009]在本专利技术所述的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法中，所述无源定位信标的布置间距为50到100米，所述无源定位信标的精度达到2毫米的图标。
[0010]在本专利技术所述的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法中，在所述步骤S2中，沿着所述地下巷道的宽度方向上的中线驾驶所述车辆水平通过所述地下巷道，所述摄像仪为180度广角的防爆低照度摄像仪，当所述防爆低照度摄像仪正对所述无源定位信标时识别所述无源定位信标并精确定位所述无源定位信标的水平坐标，并基于所述水平坐标定位位于所述多个无源定位信标之间的区段。
[0011]在本专利技术所述的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法中，在所述步骤S3中，将需要进行粗略定位的所述车辆的水平坐标和纵坐标分别设置为K,N，其中K的取值范
围为Ln
‑
1<K<Ln，n的取值为正整数，Ln
‑
1表示所述车辆的上的摄像仪最近识别到的第一无源定位信标的水平坐标，Ln表示所述第一无源定位信标的下一无源定位信标的水平坐标，N的取值范围为
‑
1/2A<N<1/2A，A表示所述地下巷道的宽度。
[0012]在本专利技术所述的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法中，在所述步骤S4中，将需要进行精确定位的车辆的水平坐标和纵坐标分别设置为Rx和Sx，基于以下公式计算所述水平坐标Rx和所述纵坐标Sx：
[0013]Rx＝L
x
‑1+V*T，Sx＝tgθ*(Lx
‑
Rx)
[0014]其中，θ表示所述倾角，V表示所述车辆速度，L
x
‑1表示所述粗略定位中的所述第一无源定位信标的水平坐标，L
x
表示所述粗略定位中的所述下一无源定位信标的水平坐标，T表示车辆从所述第一无源定位信标行驶到当前位置所需的时间。
[0015]本专利技术解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位系统，包括：在地下巷道的一个侧壁上布置的多个无源定位信标、设置有摄像仪的车辆、本安型惯性导航装置以及定位装置；
[0016]在进行车辆定位之前，驾驶车辆通过所述地下巷道，所述定位装置控制所述摄像仪识别所述无源定位信标并精确定位每个所述无源定位信标的水平坐标；
[0017]对在所述地下巷道中驾驶的车辆进行定位时，所述定位装置用于基于每个所述无源定位信标的水平坐标和所述车辆上的摄像仪当前识别的所述无源定位信标对所述车辆进行不同区段内的粗略定位；
[0018]所述本安型惯性导航装置用于获取所述车辆的倾角和车辆速度；
[0019]所述定位装置进一步用于基于所述粗略定位、所述倾角和所述车辆速度计算所述车辆的精确定位。
[0020]在本专利技术所述的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位系统中，所述无源定位信标的布置间距为50到100米，所述无源定位信标的精度达到2毫米的图标。
[0021]在本专利技术所述的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位系统中，沿着所述地下巷道的宽度方向上的中线驾驶所述车辆水平通过所述地下巷道，所述摄像仪为180度广角的防爆低照度摄像仪，当所述防爆低照度摄像仪正对所述无源定位信标时识别所述无源定位信标，所述定位装置进一步用于识别所述无源定位信标并精确定位所述无源定位信标的水平坐标，并基于所述水平坐标定位位于所述多个无源定位信标之间的区段。
[0022]在本专利技术所述的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位系统中，所述定位装置包括粗略定位模块，用于将需要进行粗略定位的所述车辆的水平坐标和纵坐标分别设置为K,N，其中K的取值范围为Ln
‑
1<K<Ln，n的取值为正整数，Ln
‑
1表示所述车辆的上的摄像仪最近识别到的第一无源定位信标的水平坐标，Ln表示所述第一无源定位信标的下一无源定位信标的水平坐标，N的取值范围为
‑
1/2A<N<1/2A，A表示所述地下巷道的宽度。
[0023]在本专利技术所述的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位系统中，所述定位装置包括精确定位模块，所述精确定位模块将需要进行精确定位的车辆的水平坐标和纵坐标分别设置为Rx和Sx，基于以下公式计算所述水平坐标Rx和所述纵坐标Sx：
[0024]Rx＝L
x
‑1+V*T，Sx＝tgθ*(Lx
‑
Rx)
[0025]其中，θ表示所述倾角，V表示所述车辆速度，L
x
‑1表示所述粗略定位中的所述第一无源定位信标的水平坐标，L
x
表示所述粗略定位中的所述下一无源定位信标的水平坐标，T
表示车辆从所述第一无源定位信标行驶到当前位置所需的时间。
[0026]实施本专利技术的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法和系统，通过无源定位信标和定位模块，巧妙地对地下巷道进行区段划分，然后首先对车辆进行区段内的粗略定位，再基于区段坐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法，其特征在于，包括：S1、在地下巷道的一个侧壁上布置多个无源定位信标；S2、在进行车辆定位之前，驾驶车辆通过所述地下巷道并采用设置在车辆上的摄像仪识别所述无源定位信标并精确定位每个所述无源定位信标的水平坐标；S3、对在所述地下巷道中驾驶的车辆进行定位时，基于每个所述无源定位信标的水平坐标和所述车辆上的摄像仪当前识别的所述无源定位信标对所述车辆进行不同区段内的粗略定位；S4、基于本安型惯性导航装置获取所述车辆的倾角和车辆速度，并基于所述倾角、所述车辆速度和所述粗略定位计算所述车辆的精确定位。2.根据权利要求1所述的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法，其特征在于，所述无源定位信标的布置间距为50到100米，所述无源定位信标的精度达到2毫米的图标。3.根据权利要求1或2所述的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法，其特征在于，在所述步骤S2中，沿着所述地下巷道的宽度方向上的中线驾驶所述车辆水平通过所述地下巷道，所述摄像仪为180度广角的防爆低照度摄像仪，当所述防爆低照度摄像仪正对所述无源定位信标时识别所述无源定位信标并精确定位所述无源定位信标的水平坐标，并基于所述水平坐标定位位于所述多个无源定位信标之间的区段。4.根据权利要求3所述的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法，其特征在于，在所述步骤S3中，将需要进行粗略定位的所述车辆的水平坐标和纵坐标分别设置为K,N，其中K的取值范围为Ln
‑
1<K<Ln，n的取值为正整数，Ln
‑
1表示所述车辆的上的摄像仪最近识别到的第一无源定位信标的水平坐标，Ln表示所述第一无源定位信标的下一无源定位信标的水平坐标，N的取值范围为
‑
1/2A<N<1/2A，A表示所述地下巷道的宽度。5.根据权利要求4所述的基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位方法，其特征在于，在所述步骤S4中，将需要进行精确定位的车辆的水平坐标和纵坐标分别设置为Rx和Sx，基于以下公式计算所述水平坐标Rx和所述纵坐标Sx：Rx＝L
x
‑1+V*T，Sx＝tgθ*(Lx
‑
Rx)其中，θ表示所述倾角，V表示所述车辆速度，L
x
‑1表示所述粗略定位中的所述第一无源定位信标的水平坐标，L
x
表示所述粗略定位中的所述下一无源定位信标的水平坐标，T表示车辆从所述第一无源定位信标行驶到当前位置所需的时间。6.一种基于本安型惯性导航的地下巷道环境定位系统，其特征在于，包括：在地下巷道的一个侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈湘源，高启业，杨进，张伟，
申请(专利权)人：深圳市德塔工业智能电动汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：