CN109239753A - 一种水滑梯轨迹精确检测系统和检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水滑梯轨迹精确检测系统和检测方法，包括待检测滑道、载波相位差分模块和皮筏，载波相位差分模块的移动站固定于皮筏的几何中心，载波相位差分模块的固定站设于露天处且其水平高度大于待检测滑道的起点，移动站与手持终端通讯连接。本发明的水滑梯轨迹精确检测系统通过RTK检测皮筏的运动轨迹，标称精度水平5cm，垂直10cm，满足测量精度的要求，且在玻璃钢管道内进行测试时，收星数和露天环境差异不大。

Description

一种水滑梯轨迹精确检测系统和检测方法
技术领域
本发明属于游乐设施技术领域，具体涉及一种水滑梯轨迹精确检测系统和检测方法。
背景技术
水滑梯设计完成后，需要进行皮筏运动轨迹分析，满足设计要求后才能继续进行下一个技术环节，传统的皮筏运动轨迹分析一般是通过实践经验判断结合基于CAE的刚体动力学分析，而该技术手段在滑道拐点和其它加速度较大的位置无法检测出皮筏准确的加速度和运动轨迹，所以很难设计出理想加速度的滑道，同时，在无法预知准确的运动轨迹的前提下，只能通过预留足够的设计空间来消除可能的安全隐患，增加了设备的投入成本。
现有技术中还可以通过三轴光纤陀螺仪检测皮筏运动轨迹，三轴光纤陀螺仪的测量精度高，但自重超过1KG，最重超过4KG，加上电池及存储卡后，便携性不够。
现有技术中还可以通过UWB检测皮筏运动轨迹，该方案精度可控，但需要满足水滑梯的测量范围，至少需要8个固定站，固定站越多，测量精度越高，安装及位置校准过程复杂，且信号对遮挡比较敏感。
发明内容
本发明的目的在于：解决上述现有技术中的不足，提供一种水滑梯轨迹精确检测系统和检测方法，实现对皮筏运动轨迹的精确检测，且考虑了不同负载下皮筏不同的运动情况，操作简单，成本低廉。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种水滑梯轨迹精确检测系统，包括待检测滑道、载波相位差分模块和皮筏，载波相位差分模块的移动站固定于皮筏的几何中心，载波相位差分模块的固定站设于露天处且其水平高度大于待检测滑道的起点，移动站与手持终端通讯连接。
进一步的，上述的系统还包括陀螺仪，陀螺仪设于皮筏的几何中心，陀螺仪与手持终端通讯连接。
进一步的，上述的陀螺仪为微机械陀螺仪。
进一步的，上述的滑道为玻璃钢滑道。
进一步的，多次检测皮筏轨迹时，皮筏上设有不同质量的负载，负载的质量范围为设计滑道允许的载重范围和皮筏允许的载重范围中较小的一个范围。
一种水滑梯轨迹精确检测方法，应用上述的水滑梯轨迹精确检测系统，包括以下步骤：
步骤一：以水滑道起点为原点建立空间坐标系；
步骤二：固定负载至皮筏上，在皮筏开始运动前一定时间启动载波相位差分模块；
步骤三：载波相位差分模块获取皮筏运动过程的空间坐标并实时发送至手持终端，手持终端整合皮筏运动过程的空间坐标，得到皮筏运动轨迹并存储；
步骤四：更换不同质量的负载并重复步骤二至步骤三，得到不同负载下的皮筏运动轨迹。
进一步的，上述的步骤三还包括：手持终端识别载波相位差分模块发送的数据类型，若数据类型为固定数据，则判定为正确数据并保存，若数据类型为浮动数据或DGNSS，则判定为失真数据，然后立即启动陀螺仪获取皮筏的空间坐标。
进一步的，上述的步骤三还包括：启动陀螺仪获取皮筏的位置、速度、加速度和姿态并发送至手持终端。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的水滑梯轨迹精确检测系统通过RTK检测皮筏的运动轨迹，标称精度水平5cm，垂直10cm，满足测量精度的要求，且在玻璃钢管道内进行测试时，收星数和露天环境差异不大；
本发明的水滑梯轨迹精确检测系统通过陀螺仪检测皮筏的速度、加速度和姿态，且在皮筏运动过程中，RTK可能会存在1秒至5秒丢失信号的情况，陀螺仪可以在信号丢失时提供短暂的精确位置采集，使系统的适应性更强；
本发明的水滑梯轨迹精确检测系统选用微机械陀螺仪，便携性高，不会影响皮筏本身的运动；
本发明的水滑梯轨迹精确检测系统在多次检测皮筏运动轨迹时，更换皮筏的负载，使测量结果更加全面和精确；
本发明的水滑梯轨迹精确检测方法通过手持终端实时识别RTK传输的数据类型，并根据接收的数据类型控制陀螺仪是否工作，避免了因信号丢失导致的轨迹测量结果误差。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的实施流程示意图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式做具体的说明。
一种水滑梯轨迹精确检测系统，包括待检测滑道、载波相位差分模块和皮筏，载波相位差分模块的移动站固定于皮筏的几何中心，载波相位差分模块的固定站设于露天处且其水平高度大于待检测滑道的起点，移动站与手持终端通讯连接。
本发明的水滑梯轨迹精确检测系统通过RTK检测皮筏的运动轨迹，标称精度水平5cm，垂直10cm，满足测量精度的要求，且在玻璃钢管道内进行测试时，收星数和露天环境差异不大；RTK的检测频率为20hz。
进一步的，上述的系统还包括陀螺仪，陀螺仪设于皮筏的几何中心，陀螺仪与手持终端通讯连接。
本发明的水滑梯轨迹精确检测系统通过陀螺仪检测皮筏的速度、加速度和姿态，且在皮筏运动过程中，RTK可能会存在1秒至5秒丢失信号的情况，陀螺仪可以在信号丢失时提供短暂的精确位置采集，使系统的适应性更强；
进一步的，上述的陀螺仪为微机械陀螺仪。
本发明的水滑梯轨迹精确检测系统选用微机械陀螺仪，便携性高，不会影响皮筏本身的运动；
进一步的，上述的滑道为玻璃钢滑道。
进一步的，多次检测皮筏轨迹时，皮筏上设有不同质量的负载，负载的质量范围为设计滑道允许的载重范围和皮筏允许的载重范围中较小的一个范围。
本发明的水滑梯轨迹精确检测系统在多次检测皮筏运动轨迹时，更换皮筏的负载，使测量结果更加全面和精确；
一种水滑梯轨迹精确检测方法，应用上述的水滑梯轨迹精确检测系统，包括以下步骤：
步骤一：以水滑道起点为原点建立空间坐标系；
步骤二：固定负载至皮筏上，在皮筏开始运动1分钟启动载波相位差分模块，运动到滑道终点后立即关闭载波相位差分模块；
步骤三：载波相位差分模块获取皮筏运动过程的空间坐标并实时发送至手持终端，手持终端整合皮筏运动过程的空间坐标，得到皮筏运动轨迹并存储；
步骤四：更换不同质量的负载并重复步骤二至步骤三，得到不同负载下的皮筏运动轨迹。
进一步的，上述的步骤三还包括：手持终端识别载波相位差分模块发送的数据类型，若数据类型为固定数据，则判定为正确数据并保存，若数据类型为浮动数据或DGNSS，则判定为失真数据，然后立即启动陀螺仪获取皮筏的空间坐标。
本发明的水滑梯轨迹精确检测方法通过手持终端实时识别RTK传输的数据类型，并根据接收的数据类型控制陀螺仪是否工作，避免了因信号丢失导致的轨迹测量结果误差。
进一步的，上述的步骤三还包括：启动陀螺仪获取皮筏的位置、速度、加速度和姿态并发送至手持终端。

Claims (8)

1.一种水滑梯轨迹精确检测系统，其特征在于：包括待检测滑道、载波相位差分模块和皮筏，所述载波相位差分模块的移动站固定于所述皮筏的几何中心，所述载波相位差分模块的固定站设于露天处且其水平高度大于所述待检测滑道的起点，所述移动站与手持终端通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种水滑梯轨迹精确检测系统，其特征在于：所述的系统还包括陀螺仪，所述陀螺仪设于所述皮筏的几何中心，所述陀螺仪与所述手持终端通讯连接。
3.根据权利要求2所述的一种水滑梯轨迹精确检测系统，其特征在于：所述的陀螺仪为微机械陀螺仪。
4.根据权利要求1所述的一种水滑梯轨迹精确检测系统，其特征在于：所述的滑道为玻璃钢滑道。
5.根据权利要求1所述的一种水滑梯轨迹精确检测系统，其特征在于：多次检测皮筏轨迹时，所述的皮筏上设有不同质量的负载，所述负载的质量范围为设计滑道允许的载重范围和皮筏允许的载重范围中较小的一个范围。
6.一种水滑梯轨迹精确检测方法，应用权利要求1-5中任一项所述的水滑梯轨迹精确检测系统，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：以水滑道起点为原点建立空间坐标系；
步骤二：固定负载至皮筏上，在皮筏开始运动前一定时间启动载波相位差分模块；
步骤三：载波相位差分模块获取皮筏运动过程的空间坐标并实时发送至手持终端，手持终端整合皮筏运动过程的空间坐标，得到皮筏运动轨迹并存储；
步骤四：更换不同质量的负载并重复步骤二至步骤三，得到不同负载下的皮筏运动轨迹。
7.根据权利要求5所述的一种水滑梯轨迹精确检测方法，其特征在于：所述的步骤三还包括：手持终端识别载波相位差分模块发送的数据类型，若数据类型为固定数据，则判定为正确数据并保存，若数据类型为浮动数据或DGNSS，则判定为失真数据，然后立即启动陀螺仪获取皮筏的空间坐标。
8.根据权利要求5所述的一种水滑梯轨迹精确检测方法，其特征在于：所述的步骤三还包括：启动陀螺仪获取皮筏的位置、速度、加速度和姿态并发送至手持终端。
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