一种超大件物品定位控制系统和方法

摘要

本发明涉及工程测量技术领域，尤其涉及一种超大件物品运输定位控制系统和方法。本发明提供的超大件物品运输定位控制系统包括：控制装置、位置测量装置和角度测量装置。本系统通过位置测量装置对超大件物品在运输过程中的位置参数进行测量；通过角度测量装置对超大件物品在运输过程中的倾角参数进行测量；根据超大件物品上的各个特征点与位置检测装置之间的相对位置关系、位置参数确定超大件物品的当前位置；根据超大件物品的当前位置和倾角参数与超大件物品的预设目标位置和预设目标倾角确定的修正参数修正超大件物品的运输方向，从而能够提高对超大件物品运输过程中定位的精确度。

权利要求

1.一种超大件物品运输定位控制系统，其特征在于，包括：控制装置、位置测量装置和角度测量装置；

所述位置测量装置固定设置在超大件物品上，用于获取所述超大件物品在运输过程中位置测量装置的位置参数，并将所述位置参数发送给所述控制装置；

所述角度测量装置，用于获取所述超大件物品在运输过程中超大件物品的倾角参数，并将所述倾角参数发送给所述控制装置；

所述控制装置，用于根据所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系、所述位置参数确定所述超大件物品的当前位置，并根据所述超大件物品的当前位置和所述倾角参数与所述超大件物品的预设目标位置和预设目标倾角计算并输出修正参数，根据所述修正参数修正所述超大件物品的运输方向；

所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系是所述超大件物品在制造完成后通过标定得到的。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位置参数包括：所述超大件物品在运输过程中位置测量装置的坐标参数和方向参数。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述位置测量装置包括：第一RTK GPS接收器、第二RTK GPS接收器和第三RTK GPS接收器；

所述第一RTK GPS接收器，用于测量所述坐标参数；

所述第二RTK GPS接收器和所述第三RTK GPS接收器用于测量所述方向参数。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述角度测量装置为双轴倾斜仪；

所述双轴倾斜仪，用于获取超大件物品的横向倾角参数和纵向倾角参数。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位置测量装置通过安装支架固定在所述超大件物品的一端；

所述安装支架的高度高于所述超大件物品在水中运输时的所述超大件物品与水面之间的高度。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统，还包括：挠度仪，用于获取所述安装支架的挠度，并将所述挠度发送给所述控制装置；

所述控制装置，具体用于根据所述挠度对所述位置参数进行修正；根据所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系、修正后的位置参数确定所述超大件物品的当前位置。

7.一种超大件物品运输定位控制方法，其特征在于，包括：获取所述超大件物品当前的位置参数；

获取所述超大件物品当前的倾角参数；

根据所述超大件物品当前位置和倾角参数与所述超大件物品的预设目标位置计算并输出修正参数修正所述超大件物品的运输方向。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述超大件物品的当前位置是通过以下方式测量得到的：在所述超大物品上固定位置测量装置；

获取所述超大件物品在运输过程中位置测量装置当前的位置参数；

根据所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系和位置测量装置当前的位置参数确定所述超大件物品的当前位置参数。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系是所述超大件物品在制造完成后通过标定得到的。

说明书

一种超大件物品定位控制系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及工程测量技术领域，尤其涉及一种超大件物品定位控制系统和方法。

背景技术

[0002] 自20世纪50年代起，随着水下连接等关键性技术的不断突破，沉管法已经成为建造水底隧道的主要施工方法。沉管法是将已经预制好的沉管管节沉放到水中预先开挖好的沟槽中，再在水中将各个管节拼装成一体的施工方法。在采用沉管法建造隧道的过程中，管节的精确沉放极其重要，为了使得管节能够准确地沉放到设计位置，对沉放管节进行实时定位测量是必不可少的。

[0003] 目前对类似于沉管管节这种超大件物品的定位方法常是在其首、尾两端分别安装GPS装置，从而对超大件物品在运输过程中进行坐标定位，并调整其运输方向。然而，由于在运输过程中超大件物品会发生倾斜，因此只是对超大件物品进行坐标定位并不能保证其各个特征点的位置能够符合预设位置，如此便影响了对超大件物品定位的精度。

发明内容

[0004] 为了对提高对超大件物品定位的精确度，本发明提供了一种超大件物品定位控制系统和方法。

[0005] 第一方面，本发明提供了一种超大件物品运输定位控制系统，包括：控制装置、位置测量装置和角度测量装置；

[0006] 所述位置测量装置固定设置在超大件物品上，用于获取所述超大件物品在运输过程中位置测量装置的位置参数，并将所述位置参数发送给所述控制装置；

[0007] 所述角度测量装置，用于获取所述超大件物品在运输过程中超大件物品的倾角参数，并将所述倾角参数发送给所述控制装置；

[0008] 所述控制装置，用于根据所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系、所述位置参数确定所述超大件物品的当前位置，并根据所述超大件物品的当前位置和所述倾角参数与所述超大件物品的预设目标位置和预设目标倾角计算并输出修正参数，根据所述修正参数修正所述超大件物品的运输方向。

[0009] 进一步的，所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系是所述超大件物品在制造完成后通过标定得到的。

[0010] 进一步的，所述位置参数包括：所述超大件物品在运输过程中位置测量装置的坐标参数和方向参数。

[0011] 进一步的，所述位置测量装置包括：第一RTK GPS接收器、第二RTK GPS接收器和第三RTK GPS接收器；

[0012] 所述第一RTK GPS接收器，用于测量所述坐标参数；

[0013] 所述第二RTK GPS接收器和所述第三RTK GPS接收器用于测量所述方向参数。

[0014] 进一步的，所述角度测量装置为双轴倾斜仪；

[0015] 所述双轴倾斜仪，用于获取超大件物品的横向倾角参数和纵向倾角参数。

[0016] 进一步的，所述位置测量装置通过安装支架固定在所述超大件物品的一端；

[0017] 所述安装支架的高度高于所述超大件物品在水中运输时的所述超大件物品与水面之间的高度。

[0018] 进一步的，所述系统，还包括：

[0019] 挠度仪，用于获取所述安装支架的挠度，并将所述挠度发送给所述控制装置；

[0020] 所述控制装置，具体用于根据所述挠度对所述位置参数进行修正；根据所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系、修正后的位置参数确定所述超大件物品的当前位置。

[0021] 基于相同的构思，第二方面，本发明提供了一种超大件物品运输定位控制方法，包括：

[0022] 获取所述超大件物品当前的位置参数；

[0023] 获取所述超大件物品当前的倾角参数；

[0024] 根据所述超大件物品当前位置和倾角参数与所述超大件物品的预设目标位置计算并输出修正参数修正所述超大件物品的运输方向。

[0025] 进一步的，所述超大件物品的当前位置是通过以下方式测量得到的：

[0026] 在所述超大物品上固定位置测量装置；

[0027] 获取所述超大件物品在运输过程中位置测量装置当前的位置参数；

[0028] 根据所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系和位置测量装置当前的位置参数确定所述超大件物品的当前位置参数。

[0029] 进一步的，所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系是所述超大件物品在制造完成后通过标定得到的。

[0030] 本发明提供的超大件物品运输定位控制系统，通过采用位置测量装置对超大件物品在运输过程中的位置参数进行测量；通过角度测量装置对超大件物品在运输过程中的倾角参数进行测量；根据超大件物品上的各个特征点与位置检测装置之间的相对位置关系、位置参数确定超大件物品的当前位置；根据超大件物品的当前位置和倾角参数与超大件物品的预设目标位置和预设目标倾角确定的修正参数修正超大件物品的运输方向。本系统将超大件物品在运输过程中的位置参数和倾角参数结合，能够提高对超大件物品运输过程中定位的精确度。

附图说明

[0031] 图1为本发明第一实施例提供的将超大件物品定位控制系统应用于沉管管节定位时的安装位置结构示意图；

[0032] 图2为本发明第二实施例提供的超大件物品定位控制方法的流程示意图。

具体实施方式

[0033] 下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

[0034] 本发明的第一实施例提供了一种超大件物品运输定位控制系统，包括：控制装置、位置测量装置和角度测量装置；

[0035] 所述位置测量装置固定设置在超大件物品上，用于获取所述超大件物品在运输过程中位置测量装置的位置参数，并将所述位置参数发送给所述控制装置；

[0036] 所述角度测量装置，用于获取所述超大件物品在运输过程中超大件物品的倾角参数，并将所述倾角参数发送给所述控制装置；

[0037] 所述控制装置，用于根据所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系、所述位置参数确定所述超大件物品的当前位置，并根据所述超大件物品的当前位置和所述倾角参数与所述超大件物品的预设目标位置和预设目标倾角计算并输出修正参数，根据所述修正参数修正所述超大件物品的运输方向。

[0038] 本发明提供的超大件物品运输定位控制系统，通过采用位置测量装置对超大件物品在运输过程中的位置参数进行测量；通过角度测量装置对超大件物品在运输过程中的倾角参数进行测量；根据超大件物品上的各个特征点与位置检测装置之间的相对位置关系、位置参数确定超大件物品的当前位置；根据超大件物品的当前位置和倾角参数与超大件物品的预设目标位置和预设目标倾角确定的修正参数修正超大件物品的运输方向。本系统将超大件物品在运输过程中的位置参数和倾角参数结合，能够提高对超大件物品运输过程中定位的精确度。

[0039] 在具体实施时，所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系可以是所述超大件物品在制造完成后通过标定得到的。

[0040] 如此设计的好处在于，可以根据位置参数，通过坐标换算快速地获得超大件物品上的各特征点的位置参数，从而获得超大件物品的当前位置，提高对超大件物品定位控制的效率。

[0041] 在具体实施时，所述位置参数可以包括：所述超大件物品在运输过程中位置测量装置的坐标参数和方向参数。

[0042] 如此设计的好处在于，不但可以通过坐标转换解算快速地确定超大件物品的当前位置，而且可以掌握超大件物品的运输方向，从而更方便地对超大件物品的运输方向进行调整。

[0043] 在具体实施时，所述位置测量装置可以包括：第一RTK GPS接收器、第二RTK GPS接收器和第三RTK GPS接收器；

[0044] 所述第一RTK GPS接收器，用于测量所述坐标参数；

[0045] 所述第二RTK GPS接收器和所述第三RTK GPS接收器用于测量所述方向参数。

[0046] 如此，可以实时掌握超大件物品的位置参数和方向参数，从而及时调整超大件物品的运输方向。

[0047] 在具体实施时，所述角度测量装置为双轴倾斜仪；

[0048] 所述双轴倾斜仪，用于获取超大件物品的横向倾角参数和纵向倾角参数。

[0049] 如此，可以及时调整超大件物品的横向倾角和纵向倾角，使超大件物品更加符合其目标位置，提高对超大件物品定位的精确度。

[0050] 在具体实施时，所述位置测量装置通过安装支架固定在所述超大件物品的一端；

[0051] 所述安装支架的高度高于所述超大件物品在水中运输时的所述超大件物品与水面之间的高度。

[0052] 如此设计的好处在于，可以将本发明提供的超大件物品定位控制系统应用于水下超大件物品的定位控制。

[0053] 下面以将本系统应用在沉管管节定位中时为例进行阐述：

[0054] 如图1所示，安装架可以为测量塔2，测量塔2可以安装在管节1的一端。测量塔2的横截面可以为三角形，第一RTK GPS接收器3可以设置在安装架2的一条侧棱的顶部，第二RTK GPS接收器4和第三RTK GPS接收器5可以分设在另外两条侧棱的顶部。双轴倾斜仪可以设置在管节1的中间部位。控制装置可以设置在运输船上。控制装置根据第一RTK GPS接收器3将测量到的坐标参数、第二RTK GPS接收器4和第三RTK GPS接收器5将获得的方向参数，确定管节1的当前位置，并根据当前位置、双轴倾斜仪测量到的横向倾角和纵向倾角、管节1的目标位置，以及管节1的目标横向倾角和目标纵向倾角确定修正参数，从而控制管节1的运输方向。

[0055] 在具体实施时，所述系统，还可以包括：

[0056] 挠度仪，用于获取所述安装支架的挠度，并将所述挠度发送给所述控制装置；

[0057] 所述控制装置，具体用于根据所述挠度对所述位置参数进行修正；根据所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系、修正后的位置参数确定所述超大件物品的当前位置。

[0058] 在超大件物品的运输过程中，安装架会随着超大件物品的运输发生摆动，这是影响第一RTK GPS接收器测得的坐标参数准确度的重要因素，因此根据安装架的挠度，即安装架的摇摆度，对第一RTK GPS接收器测得的坐标参数进行修正更加符合第一RTK GPS接收器的实际坐标，从而能够对超大件物品的当前位置进行准确定位。

[0059] 基于相同的构思，本发明第二实施例提供了一种超大件物品运输定位控制方法，包括：

[0060] 步骤S1，获取所述超大件物品当前的位置参数；

[0061] 步骤S2，获取所述超大件物品当前的倾角参数；

[0062] 步骤S3，根据所述超大件物品当前位置和倾角参数与所述超大件物品的预设目标位置计算并输出修正参数修正所述超大件物品的运输方向。

[0063] 在具体实施时，所述超大件物品的当前位置可以是通过以下方式测量得到的：

[0064] 在所述超大物品上固定位置测量装置；

[0065] 获取所述超大件物品在运输过程中位置测量装置当前的位置参数；

[0066] 根据所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系和位置测量装置当前的位置参数确定所述超大件物品的当前位置参数。

[0067] 在具体实施时，所述超大件物品上的各个特征点与所述位置检测装置之间的相对位置关系可以是所述超大件物品在制造完成后通过标定得到的。

[0068] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。