CN110172894A - 基于gps技术的摊铺机摊铺轨迹跟踪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种基于GPS技术的摊铺机摊铺轨迹跟踪方法,包括步骤:S1:初始化GPS接收机的采样频率;建立摊铺机施工平面坐标系;初始化摊铺机期望摊铺作业轨迹;S2:在摊铺机作业过程中,GPS接收机按照采样频率依次采集摊铺机位置的经纬度坐标;S3:将当前采样时间点获得的经纬度坐标投影到西安80平面坐标系下,得到当前平面坐标Ⅰ;S4:将当前平面坐标Ⅰ转换到摊铺机施工平面坐标系下,得到当前施工平面坐标;S5:将当前施工平面坐标与摊铺期望作业轨迹进行比较,根据比较结果,调整摊铺机的作业轨迹;本发明通过建立摊铺机施工平面坐标模型,方便动态与摊铺机期望摊铺作业轨迹进行比较,保证了摊铺作业路面的完整性,适应性强,准确度高。
Description
技术领域
本发明涉及摊铺机控制技术领域,具体涉及一种基于GPS技术的摊铺机摊铺轨迹跟踪方法。
背景技术
当今高等级公路建设速度越来越快,摊铺机作为修筑各种等级公路的关键设备,不仅要求具有高的生产效率,还要有更高的摊铺质量。在实际摊铺施工过程中,摊铺机的施工效率和施工质量受多重因素的影响,如摊铺机的车身结构参数、施工作业参数、摊铺轨迹、摊铺机的生产率、混合料的温度等。其中,摊铺轨迹决定着路面的整体完整性,摊铺速度和混合料的温度则直接影响路面的平整度。通常情况下,摊铺机在施工作业时,其行驶轨迹是由驾驶员决定的,摊铺轨迹等信息也得不到适时的反馈,不能及时对摊铺机的轨迹进行监控和调整,从而使路面的摊铺质量得不到保证。
因此,需要提出一种新的摊铺机轨迹跟踪方法。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种基于GPS技术的摊铺机摊铺轨迹跟踪方法,通过建立摊铺机施工平面坐标模型,利用连续采集摊铺机的轨迹坐标位置,并将其转换为摊铺机施工平面坐标,建立摊铺机摊铺轨迹纵向和横向轨迹定位的精确计算模型,方便动态与摊铺机期望摊铺作业轨迹进行比较,便于及时发现轨迹的偏差以进行摊铺作业轨迹的调整,保证了摊铺作业路面的完整性,以保证摊铺质量,适应性强,准确度高。
本发明提供一种基于GPS技术的摊铺机摊铺轨迹跟踪方法,所述摊铺机安装有GPS接收机;所述方法包括步骤:
S1:初始化GPS接收机的采样频率;建立摊铺机施工平面坐标系;初始化摊铺期望作业轨迹;
S2:在摊铺机作业过程中,GPS接收机按照采样频率依次采集摊铺机位置的经纬度坐标;
S3:将当前采样时间点获得的经纬度坐标投影到西安80平面坐标系下,得到当前平面坐标Ⅰ;
S4:将当前平面坐标Ⅰ转换到摊铺机施工平面坐标系下,得到当前施工平面坐标;
S5:将当前施工平面坐标与摊铺期望作业轨迹进行比较,根据比较结果,调整摊铺机的作业轨迹;
S6:重复步骤S2至S5,直到摊铺机停止作业。
进一步,所述步骤S1中建立摊铺机施工平面坐标系具体如下:以摊铺起始点左侧熨平板位置为原点,摊铺机在摊铺起始点时的摊铺施工行车方向为纵坐标方向,与纵向相垂直的方向为横坐标方向,建立摊铺机施工平面坐标系。
进一步,所述步骤S4中将平面坐标Ⅰ转换到摊铺机施工平面坐标系下的公式为:
其中,x2i和y2i分别为第i个采样时间点的摊铺机位置在施工平面坐标系下的横坐标和纵坐标,(x2i,y2i)为第i个采样时间点摊铺机位置的施工平面坐标,x1i和y1i分别为第i个采样时间点的摊铺机位置在西安80平面坐标系下的横坐标和纵坐标,(x1i,y1i)为第i个采样时间点摊铺机位置的平面坐标Ⅰ,m为施工平面坐标系与西安80平面坐标系的尺寸比例系数;为平面旋转参数;x'和y'分别为施工平面坐标系的横坐标平移参数和纵坐标平移参数。
进一步,所述m、x'和y'的确定方法如下:
S41:在地面上随机选取两个公共点;其中,所述公共点是指既可用施工平面坐标表示坐标位置,又可以用西安80平面坐标表示坐标位置的点;
S42:将两个公共点的施工平面坐标和西安80平面坐标分别带入四参数的计算公式,计算得到四参数,所述四参数包括m、x'和y';所述四参数的计算公式为:
X=(BTPB)-1·BTPC (2)
其中,P为单位矩阵,为第j个公共点的西安80平面坐标;(x2j,y2j)为第j个公共点的施工平面坐标,j=1,2;T为转置符号,cos是余弦函数,sin是正弦函数。
进一步,所述步骤S3中将将当前时刻获得的经纬度坐标投影到西安80平面坐标系下的公式为:
其中,x1i和y1i分别为第i个采样时间点的摊铺机位置在西安80平面坐标系下的横坐标和纵坐标;Bi和Ni分别为第i个采样时间点采集到的摊铺机位置的纬度和经度;X0i为经过位置(Bi,Ni)的子午线在位于(Bi,Ni)与赤道之间的弧段的弧长;ηi为第i个采样时间点计算摊铺机西安80平面坐标的中间变量,ηi 2=e'2cos2Bi,e'2为克拉夫斯基椭球第二偏心率;ti为第i个采样时间点摊铺机位置的纬度的正切值,即ti=tan Bi;ρ为地球极半径;li为大地经度与第i个采样时间点的摊铺机位置的投影带中央子午线经度差,即li=L-Loi,L为大地经度,Loi为第i个采样时间点的摊铺机位置的投影带中央子午线经度;R为西圈曲率半径,cos是余弦函数,sin是正弦函数。
进一步,所述摊铺机位置的投影带中央子午线经度的计算公式为:
L0i=6×(ni+1)-3 (4)
其中,Loi为第i个采样时间点的摊铺机位置的投影带中央子午线经度,ni为第i个采样时间点采集到的摊铺机位置的经度除以6后的整数部分,ni+1为第i个采样时间点采集到的摊铺机位置的6度带的带号。
本发明的有益效果:本发明通过建立摊铺机施工平面坐标模型,利用连续采集摊铺机的轨迹坐标位置,并将其转换为摊铺机施工平面坐标,建立摊铺机摊铺轨迹纵向和横向轨迹定位的精确计算模型,方便动态与摊铺机期望摊铺作业轨迹进行比较,便于及时发现轨迹的偏差以进行摊铺作业轨迹的调整,保证了摊铺作业路面的完整性,以保证摊铺质量,适应性强,准确度高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
图1为本发明的流程示意图;
图2为摊铺机施工平面坐标系示意图;
图3为验证本文方法获取的摊铺机位置的施工平面坐标的纵坐标正确性的定位试验行驶示意图;
图4为摊铺机位置施工平面坐标的纵坐标与摊铺机期望摊铺作业轨迹的纵坐标的对比图。
具体实施方式
如图1所示,本发明提供的一种基于GPS技术的摊铺机摊铺轨迹跟踪方法,所述摊铺机安装有GPS接收机;所述摊铺机还设置有用于与GPS接收机连接,用于处理GPS接收机采集到的摊铺机摊铺作业经纬度坐标的处理器。所述处理器优选51单片机;所述摊铺机还设置有显示设备,用于显示摊铺机期望摊铺作业轨迹和实际摊铺作业轨迹,方便对其进行比较和分析。所述方法包括步骤:
S1:初始化GPS接收机的采样频率;建立摊铺机施工平面坐标系;初始化摊铺机期望摊铺作业轨迹;所述摊铺机期望摊铺作业轨迹是通过人工在摊铺机施工平面坐标系上绘制的摊铺任务要求的摊铺轨迹,存储到处理器中,以方便后续将实际的摊铺轨迹与摊铺机期望摊铺作业轨迹进行对比,对摊铺机期望摊铺作业轨迹的调用。
S2:在摊铺机作业过程中,GPS接收机按照采样频率依次采集摊铺机位置的经纬度坐标(经纬度坐标采用的地球坐标系);本实施例中,为了提高摊铺作业位置定位的精度,需将GPS接收机设置在摊铺机靠近在摊铺机的熨平板的位置,这样GPS接收机测定的摊铺机的经纬度坐标更接近于摊铺机摊铺作业的位置。GPS接收机采集摊铺机摊铺作业过程中位置的经纬度坐标为现有技术,在此不赘述。
S3:将当前采样时间点获得的经纬度坐标投影到西安80平面坐标系下,得到当前平面坐标Ⅰ;本实施例中,将地球坐标系下的经纬度坐标转换到平面坐标系下,方便了对摊铺作业轨迹的计算和跟踪。北京54坐标系和西安80坐标系都是我国较为常见的大地坐标系,但是北京54坐标系的大地原点位于前苏联,且高程异常推算标准不一致,存在一定误差;西安80坐标系解决了北京54坐标系高程误差上的一些缺点,且采用的是发展更为完善的1975年国际椭球参数,坐标原点位于我国陕西省,相比北京54坐标系精度更高,故本文方法采用的是西安80平安坐标系。
S4:将当前平面坐标Ⅰ转换到摊铺机施工平面坐标系下,得到当前施工平面坐标;施工平面坐标系是根据实际的施工现场建立,相对于西安80坐标,更能直观反应摊铺作业轨迹情况,方便与摊铺作业期望轨迹进行比对,也方便工作人员对实际摊铺作业轨迹进行观察。
S5:将当前施工平面坐标(实际摊铺作业轨迹)与摊铺期望作业轨迹进行比较,根据比较结果,调整摊铺机的作业轨迹;
S6:重复步骤S2至S5,直到摊铺机停止作业,实现连续对摊铺机实际摊铺作业的轨迹进行观察和比对。上述方法通过建立摊铺机施工平面坐标模型,利用连续采集摊铺机的轨迹坐标位置,并将其转换为摊铺机施工平面坐标,建立摊铺机摊铺轨迹纵向和横向轨迹定位的精确计算模型,方便动态与摊铺机期望摊铺作业轨迹进行比较,便于及时发现轨迹的偏差以进行摊铺作业轨迹的调整,保证了摊铺作业路面的完整性,以保证摊铺质量,适应性强,准确度高。
进一步,如图2所示,所述步骤S1中建立摊铺机施工平面坐标系具体如下:以摊铺起始点左侧(所述左侧是指摊铺行进方向的左侧)熨平板位置为原点(如图2中的O),摊铺机在摊铺起始点时的摊铺施工行车方向为纵坐标方向,与纵向相垂直的方向为横坐标方向,建立摊铺机施工平面坐标系。进一步,摊铺机施工平面坐标系中以摊铺机在摊铺起始点时的摊铺施工行车方向为纵坐标的正方向,以摊铺机在摊铺起始点时的从摊铺机左侧指向右侧的方向为横坐标的正方向。建立的摊铺机施工平面坐标系,相对于西安80坐标系能很好的观察摊铺机摊铺作业的轨迹的起始点,方便与摊铺期望作业轨迹进行比较和分析。具体地,西安80坐标系以陕西泾阳县永乐镇为坐标系原点,高程基准为56年的黄海年均海平面,而摊铺机的作业地点与陕西泾阳县永乐镇和56年的黄海年均海平面并不能保证一致,大部分情况下相差比较远,如果直接用西安80坐标系来表征摊铺作业轨迹,其位置坐标显示复杂,往往还需要工作人员进一步的比对运算才能了解摊铺轨迹情况,不利于工作人员一目了然的观察和分析摊铺轨迹。以摊铺起始点左侧熨平板位置为原点,摊铺机在摊铺起始点时的摊铺施工行车方向为纵坐标方向,与纵向相垂直的方向为横坐标方向,建立摊铺机施工平面坐标系,明确了摊铺起点,方便直观获取摊铺轨迹,便于观察。图2中,1表示GPS接收机,2表示摊铺机。
进一步,所述步骤S4中将平面坐标Ⅰ转换到摊铺机施工平面坐标系下的公式为:
其中,x2i和y2i分别为第i个采样时间点的摊铺机位置在施工平面坐标系下的横坐标和纵坐标,(x2i,y2i)为第i个采样时间点摊铺机位置的施工平面坐标,x1i和y1i分别为第i个采样时间点的摊铺机位置在西安80平面坐标系下的横坐标和纵坐标,(x1i,y1i)为第i个采样时间点摊铺机位置的平面坐标Ⅰ,m为施工平面坐标系与西安80平面坐标系的尺寸比例系数;为平面旋转参数;x'和y'分别为施工平面坐标系的横坐标平移参数和纵坐标平移参数。一般中小型摊铺机的摊铺宽度在3.5-7m,特大型摊铺机的最大摊铺宽度能达到12m,当公路较宽时,一台摊铺机便不能满足作业需求,可能需要2台摊铺机并机摊铺形成梯队形作业。这时就需要处理好纵向接缝问题,并机摊铺时每台摊铺机摊铺宽度不大于6~8m,两台摊铺机一前一后相距8m左右进行同步摊铺,并使后机铺设宽度与前机重叠4~8cm,形成热接缝。因此,在监控摊铺机群作业时,不仅要求摊铺机具有较高精度的纵向定位能力,更要具有高精度的横向定位能力。通过上述计算模型,能够精确计算摊铺机在纵向定位的轨迹和横向定位的轨迹,既能保证摊铺作业的地面范围的纵向摊铺范围要求,又能保证横向摊铺范围要求,保证对摊铺作业全方位的轨迹跟踪。
进一步,摊铺机在摊铺过程中的纵向位置随着时间而变化,则摊铺机位置的施工平面坐标的纵坐标可以用时间函数表达,具体为:
S=F(t) (5)
其中,S表示纵坐标位置,t表示摊铺机作业时间,F(t)表示时间函数。S也就是本文方法中的y2i,y2i由(1-1)式获得。设摊铺机的采样频率为f,则采样周期T为:
那么在第k个采样时刻,摊铺机的纵向位置的离散函数为:
S(k)=G(kT) k=0,1,…,n (7)
其中,n表示整个摊铺作业过程中一共有n个采样时间点。
所述m、x'和y'的确定方法如下:
S41:在地面上随机选取两个公共点;其中,所述公共点是指既可用施工平面坐标表示坐标位置,又可以用西安80平面坐标表示坐标位置的点;所述m、x'和y'的确定需在摊铺作业实施前进行,工作人员先确定摊铺施工作业范围,建立摊铺机施工平面坐标系后,然后确定由西安80坐标系转换到摊铺机施工平面坐标系的四参数。
S42:将两个公共点的施工平面坐标和西安80平面坐标分别带入四参数的计算公式,计算得到四参数,所述四参数包括m、x'和y';所述四参数的计算公式为:
X=(BTPB)-1·BTPC (2)
其中,P为单位矩阵,为第j个公共点的西安80平面坐标;(x2j,y2j)为第j个公共点的施工平面坐标,j=1,2;T为转置符号,cos是余弦函数,sin是正弦函数。通过上述方法,获取由西安80坐标系转换到摊铺机施工平面坐标系的四参数,方便了后续对西安80坐标的转换。
进一步,所述步骤S3中将将当前时刻获得的经纬度坐标投影到西安80平面坐标系下的公式为:
其中,x1i和y1i分别为第i个采样时间点的摊铺机位置在西安80平面坐标系下的横坐标和纵坐标;Bi和Ni分别为第i个采样时间点采集到的摊铺机位置的纬度和经度;X0i为经过位置(Bi,Ni)的子午线在位于(Bi,Ni)与赤道之间的弧段的弧长;ηi为第i个采样时间点计算摊铺机西安80平面坐标的中间变量,ηi 2=e'2cos2Bi,e'2为克拉夫斯基椭球第二偏心率;ti为第i个采样时间点摊铺机位置的纬度的正切值,即ti=tan Bi;ρ为地球极半径;li为大地经度与第i个采样时间点的摊铺机位置的投影带中央子午线经度差,即li=L-Loi,L为大地经度,Loi为第i个采样时间点的摊铺机位置的投影带中央子午线经度;R为西圈曲率半径,cos是余弦函数,sin是正弦函数。通过上述方法,能将GPS接收机采集到的地球坐标系的坐标转换到西安80平面坐标系下,也就是将椭圆坐标下的坐标转换到平面坐标系下,方便了后续在施工平面坐标系下形成摊铺实际作业轨迹,精度高,便于观察和比对。
进一步,所述摊铺机位置的投影带中央子午线经度的计算公式为:
L0i=6×(ni+1)-3 (4)
其中,Loi为第i个采样时间点的摊铺机位置的投影带中央子午线经度,ni为第i个采样时间点采集到的摊铺机位置的经度除以6后的整数部分,ni+1为第i个采样时间点采集到的摊铺机位置的6度带的带号。(4)式中ni为弧度格式。也就是,GPS接收机获取的原始经纬度各个需要转换为度分秒和弧度格式,才能带入本文方法中计算。例如:原始经纬度格式如下:
经度原始格式:AAABB.CCCCC
纬度原始格式:DDEE.FFFFF
原始经纬度与弧度之间的转换关系如下:
经度:AAA+BB/60+CCCCC/600000
纬度:DD+EE/60+FFFFF/600000
将得到的数值取整数即为度数值,小数乘以60取整为分数值,继续用余下的小数乘以60则为秒数值。本实施例中,高斯投影与西安80平面坐标系参考椭球参数相同,且高斯投影的变形量小,因此本文选取高斯—克吕格投影方式进行投影换算。
一、为了验证本文方法获取的摊铺机位置的施工平面坐标的纵坐标准确性,选取任一体育场作为试验场所。以体育场第十跑道直道起始位置外侧作为基准点,将GPS接收机安装在笔记本电脑上,利用小型载具分别以不同速度紧贴第十跑道和第九跑道左边外侧行驶,从基准点处开始行驶,行驶方向向南,在预先设好的地方停下,用米尺测量出行驶距离为52.0m。GPS接收机每隔一秒接收到一个RMC数据(GPS技术的数据格式),得到两组原始数据。该试验行驶示意图如图3所示。
试验获取的第十道实时定位数据如下表1所示。表1中,WGS—84坐标系下的纬度、经度和速度数据为GPS接收机接收到的世界大地坐标系下的原始坐标。
表1第十道实时定位试验数据表
对表1中的数据进行本文方法中步骤S3和S4的处理,得到表2的数据。
表2第十道纵向定位数据表
为了更加直观地判断该算法是否准确,利用软件导出GPS接收机在第十道的行驶轨迹如图4所示。图4为摊铺机位置施工平面坐标的纵坐标与摊铺机期望摊铺作业轨迹的纵坐标的对比图。图4中竖向实线为摊铺机期望摊铺作业轨迹的纵坐标,圆点为各个采样时间点获得的摊铺机位置的施工平面坐标的纵坐标。
由表2可知,试验共接收到66组数据,采用该纵向定位算法测得的总距离为51.26m,实际距离为52m,总体误差为0.74m,平均到每相邻两点误差为0.0112m,总体误差和相邻两点纵坐标误差都较小。
由图4可知,行驶的的纵向距离与实测距离接近,行驶方向不变时横向坐标变动微小,符合试验实况,证明本文所采用纵向定位算法精度较高,满足摊铺机摊铺轨迹的纵向坐标定位要求。
二、为了验证本文方法获取的摊铺机位置的施工平面坐标的横坐标准确性,在上文纵向坐标定位试验的基础上,以GPS接收机在第九跑道的实时定位数据对该横向坐标定位算法进行验证。试验获取的第九道实时定位数据如下表3所示。
表3第九道实时定位数据表
对表3中的中的数据进行本文方法中步骤S3和S4的处理,得到表4的数据。
表4第九道横向实时定位数据表
在第九跑道行驶速度较快,共得到49组数据。由定位试验行驶示意图3可知,在第九道行驶时距基准点的横向距离为1.2m,故第九道横向坐标理论值为1.2m,横向定位精度可通过横向坐标的实际值与理论值之差的绝对值表示,记作Δ|A|。试验中Δ|A|值分析如下表5所示。
表5横向定位误差分析表
Δ|A|最大值(m) | Δ|A|最小值(m) | Δ|A|平均值(m) |
0.12 | 0.00 | 0.04 |
由表5可知,Δ|A|的最大值为0.12m,最小值为0.00m,平均值为0.04m,去除个别较大误差的影响,试验证明该横向定位算法精度较高,可应用于摊铺机摊铺轨迹的横向坐标实时定位。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种基于GPS技术的摊铺机摊铺轨迹跟踪方法,其特征在于:所述摊铺机安装有GPS接收机;所述方法包括步骤:
S1:初始化GPS接收机的采样频率;建立摊铺机施工平面坐标系;初始化摊铺机期望摊铺作业轨迹;
S2:在摊铺机作业过程中,GPS接收机按照采样频率依次采集摊铺机位置的经纬度坐标;
S3:将当前采样时间点获得的经纬度坐标投影到西安80平面坐标系下,得到当前平面坐标Ⅰ;
S4:将当前平面坐标Ⅰ转换到摊铺机施工平面坐标系下,得到当前施工平面坐标;
S5:将当前施工平面坐标与摊铺期望作业轨迹进行比较,根据比较结果,调整摊铺机的作业轨迹;
S6:重复步骤S2至S5,直到摊铺机停止作业。
2.根据权利要求1所述基于GPS技术的摊铺机摊铺轨迹跟踪方法,其特征在于:所述步骤S1中建立摊铺机施工平面坐标系具体如下:以摊铺起始点左侧熨平板位置为原点,摊铺机在摊铺起始点时的摊铺施工行车方向为纵坐标方向,与纵向相垂直的方向为横坐标方向,建立摊铺机施工平面坐标系。
3.根据权利要求1所述基于GPS技术的摊铺机摊铺轨迹跟踪方法,其特征在于:所述步骤S4中将平面坐标Ⅰ转换到摊铺机施工平面坐标系下的公式为:
其中,x2i和y2i分别为第i个采样时间点的摊铺机位置在施工平面坐标系下的横坐标和纵坐标,(x2i,y2i)为第i个采样时间点摊铺机位置的施工平面坐标,x1i和y1i分别为第i个采样时间点的摊铺机位置在西安80平面坐标系下的横坐标和纵坐标,(x1i,y1i)为第i个采样时间点摊铺机位置的平面坐标Ⅰ,m为施工平面坐标系与西安80平面坐标系的尺寸比例系数;为平面旋转参数;x'和y'分别为施工平面坐标系的横坐标平移参数和纵坐标平移参数。
4.根据权利要求3所述基于GPS技术的摊铺机摊铺轨迹跟踪方法,其特征在于:所述m、x'和y'的确定方法如下:
S41:在地面上随机选取两个公共点;其中,所述公共点是指既可用施工平面坐标表示坐标位置,又可以用西安80平面坐标表示坐标位置的点;
S42:将两个公共点的施工平面坐标和西安80平面坐标分别带入四参数的计算公式,计算得到四参数,所述四参数包括m、x'和y';所述四参数的计算公式为:
X=(BTPB)-1·BTPC (2)
其中,P为单位矩阵,(x1j,y1j)为第j个公共点的西安80平面坐标;(x2j,y2j)为第j个公共点的施工平面坐标,j=1,2;T为转置符号,cos是余弦函数,sin是正弦函数。
5.根据权利要求1所述基于GPS技术的摊铺机摊铺轨迹跟踪方法,其特征在于:所述步骤S3中将将当前时刻获得的经纬度坐标投影到西安80平面坐标系下的公式为:
其中,x1i和y1i分别为第i个采样时间点的摊铺机位置在西安80平面坐标系下的横坐标和纵坐标;Bi和Ni分别为第i个采样时间点采集到的摊铺机位置的纬度和经度;X0i为经过位置(Bi,Ni)的子午线在位于(Bi,Ni)与赤道之间的弧段的弧长;ηi为第i个采样时间点计算摊铺机西安80平面坐标的中间变量,ηi 2=e'2cos2Bi,e'2为克拉夫斯基椭球第二偏心率;ti为第i个采样时间点摊铺机位置的纬度的正切值,即ti=tanBi;ρ为地球极半径;li为大地经度与第i个采样时间点的摊铺机位置的投影带中央子午线经度差,即li=L-Loi,L为大地经度,Loi为第i个采样时间点的摊铺机位置的投影带中央子午线经度;R为西圈曲率半径,cos是余弦函数,sin是正弦函数。
6.根据权利要求5所述基于GPS技术的摊铺机摊铺轨迹跟踪方法,其特征在于:所述摊铺机位置的投影带中央子午线经度的计算公式为:
L0i=6×(ni+1)-3 (4)
其中,Loi为第i个采样时间点的摊铺机位置的投影带中央子午线经度,ni为第i个采样时间点采集到的摊铺机位置的经度除以6后的整数部分,ni+1为第i个采样时间点采集到的摊铺机位置的6度带的带号。
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CN (1) | CN110172894A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111364329A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-07-03 | 华南农业大学 | 基于物联网的滑模路缘石摊铺机施工监控系统及方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1117317A (zh) * | 1993-12-08 | 1996-02-21 | 履带拖拉机股份有限公司 | 用于操作工地上地形变更机械的方法和装置 |
US5935183A (en) * | 1996-05-20 | 1999-08-10 | Caterpillar Inc. | Method and system for determining the relationship between a laser plane and an external coordinate system |
CN102102337A (zh) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | 维特根有限公司 | 土木工程机械和用于控制土木工程机械的方法 |
-
2019
- 2019-06-05 CN CN201910488063.9A patent/CN110172894A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1117317A (zh) * | 1993-12-08 | 1996-02-21 | 履带拖拉机股份有限公司 | 用于操作工地上地形变更机械的方法和装置 |
US5935183A (en) * | 1996-05-20 | 1999-08-10 | Caterpillar Inc. | Method and system for determining the relationship between a laser plane and an external coordinate system |
CN102102337A (zh) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | 维特根有限公司 | 土木工程机械和用于控制土木工程机械的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
张军: "基于GPS技术的压路机压实过程实时监控技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111364329A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-07-03 | 华南农业大学 | 基于物联网的滑模路缘石摊铺机施工监控系统及方法 |
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