SE530874C2

SE530874C2 - Device and method for position determination of a mining or construction machine

Info

Publication number: SE530874C2
Application number: SE0700364A
Authority: SE
Inventors: Roland Pettersson
Original assignee: Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2008-09-30
Also published as: WO2008100201A1; SE0700364L

Description

20 25 30 YEBÜ 81-35; Denna inmätning är mycket tidskrävande, och även om det t.ex. vid tunneldrivning ofta används stora borriggar som på varje inmätt plats borrar ett stort antal hål enligt en förutbestämd borrplan, och det typiskt förlöper ett arbetsskift eller ännu längre tid innan borriggen behöver flyttas för sprängning/ny borrning, måste fortfarande inmätningen såsom nämnts utföras av en gruvutsättare, och då tillgången på dessa ofta är begränsad kan det ta lång tid innan gruvutsättaren kan vara på plats för att utföra inmätningen när den väl erfordras, med mycket kostsam stillestàndstid som följd. 20 25 30 YEBÜ 81-35; This measurement is very time consuming, and even if it e.g. When tunneling, large drilling rigs are often used which drill a large number of holes at each measured location according to a predetermined drilling plan, and it typically takes a shift of work or even longer before the drilling rig needs to be moved for blasting / new drilling, the measurement must still be performed by a , and as the availability of these is often limited, it can take a long time before the miner can be in place to carry out the survey when it is required, with very costly downtime as a result.

När det gäller bergförstärkningsriggar är problematiken än större, då dessa typiskt inte står stilla lika länge innan de förflyttas, utan kan behöva ny inmätning så ofta som var 30:e minut och kan således erfordra tillgång till gruvutsättare i princip kontinuerligt, dygnet runt.When it comes to rock reinforcement rigs, the problem is even greater, as these typically do not stand still for as long before they are moved, but may need a new survey as often as every 30 minutes and may thus require access to miners in principle continuously, around the clock.

Det existerar således ett behov av ett förbättrat förfarande för positionering av gruv~ och/eller anläggningsmaskiner såsom bergborrningsriggar.Thus, there is a need for an improved method of positioning mining and / or construction machinery such as rock drilling rigs.

Uppfinningens ändamål och viktigaste särdrag Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förfarande och en anordning som möjliggör noggrann och tidseffektiv positionsbestämning av en gruv- och/eller anläggningsmaskin och som därmed löser ovanstående problem.OBJECTS AND MOST IMPORTANT FEATURES OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method and an apparatus which enables accurate and time-efficient position determination of a mining and / or construction machine and which thereby solves the above problems.

Detta och andra syften uppnås enligt föreliggande uppfinning genom ett förfarande såsom definierat i patentkrav 1, och en anordning såsom definierad i patentkrav 19.This and other objects are achieved according to the present invention by a method as defined in claim 1, and an apparatus as defined in claim 19.

Enligt föreliggande uppfinning tillhandahålls ett förfarande för positionsbestämning av en gruv- och/eller anläggningsmaskin, varvid i en omgivning till nämnda maskin är anordnat åtminstone en första markör vid en första position i ett första koordinatsystem, och en andra markör vid en andra 10 15 20 25 30 SBÜ &?4 position i nämnda första koordinatsystem, skiljd från nämnda första position. Förfarandet innefattar stegen att från en tredje position, skiljd från nämnda första och andra position, bestämma en första riktning till nämnda första markör och bestämma en andra riktning till nämnda andra markör.According to the present invention there is provided a method for determining the position of a mining and / or construction machine, wherein in an environment of said machine at least a first marker is arranged at a first position in a first coordinate system, and a second marker at a second position. SBÜ &? 4 position in said first coordinate system, different from said first position. The method comprises the steps of determining from a third position, separate from said first and second positions, a first direction to said first marker and determining a second direction to said second marker.

Förfarandet innefattar vidare stegen att identifiera nämnda markörer med hjälp av nämnda första riktning och nämnda andra riktning, bestämma maskinens lutning i sidled och/eller längsled, och att bestämma en position för nämnda maskin i nämnda första koordinatsystem med hjälp av nämnda bestämda riktningar till nämnda identifierade markörer och nämnda bestämda lutning.The method further comprises the steps of identifying said markers by means of said first direction and said second direction, determining the lateral and / or longitudinal inclination of the machine, and determining a position of said machine in said first coordinate system by means of said determined directions to said identified markers and said definite slope.

Detta har fördelen att gruv- och/eller anläggningsmaskinens exakta position på ett enkelt sätt kan bestämmas genom att vid eller efter bestämning av riktning och avstånd till nämnda markörer ta hänsyn till maskinens lutning för att kunna utföra säker identifiering av markörerna och för att kunna bestämma markörernas exakta avståndsförhållande till en nollpunkt i ett för maskinen internt koordinatsystem. Genom att markörernas positioner är kända i ett för tunneln/gruvan gällande koordinatsystem kan därmed en mycket exakt position för maskinen i gruvans koordinatsystem således bestämmas, och detta utan att en gruvutsättare behöver närvara, det räcker med att en operatör ställer ut positioneringsorgan, såsom en totalstation (takymeter), varefter positioneringen kan utföras automatiskt utan inverkan från operatören, annat än att ev. starta positioneringen. I en utföringsform sitter nämnda positioneringsorgan fästat vid maskinen, och därmed i ett bestämt förhållande till riggens nollpunkt, vilket medger en mycket enkel positionering genom att bestämma positioneringsorganets position i förhållande till två i tunneln/gruvan anordnade markörer, och därmed också en bestämning av riggens nollpunkt i förhållande till dessa 10 15 20 25 30 EBÜ Eli markörer och därmed dess position i tunnelns/gruvans koordinatsystem. Genom att riggens lutning är känd kan, förutom nollpunkten, också varje i riggens koordinatsystem positionsbestämda organ, såsom t.ex. borrstålet, positionsbestämmas i tunnelns/gruvans koordinatsystem, och därmed kan det säkerställas att varje borra hål faktiskt hamnar på exakt önskad plats.This has the advantage that the exact position of the mining and / or construction machine can be determined in a simple manner by taking into account the inclination of the machine during or after determining the direction and distance to said markers in order to perform safe identification of the markers and to determine the markers. exact distance ratio to a zero point in a coordinate system internal to the machine. Because the positions of the markers are known in a coordinate system applicable to the tunnel / mine, a very precise position for the machine in the mine's coordinate system can thus be determined, and this without a miner having to be present, it is sufficient for an operator to set up positioning means, such as a total station (tachymeter), after which the positioning can be performed automatically without the influence of the operator, other than that possibly. start positioning. In one embodiment said positioning means is attached to the machine, and thus in a certain relation to the zero point of the rig, which allows a very simple positioning by determining the position of the positioning means in relation to two markers arranged in the tunnel / mine, and thus also a determination of the rig zero point in relation to these 10 15 20 25 30 EBÜ Eli markers and thus its position in the tunnel / mine coordinate system. Because the inclination of the rig is known, in addition to the zero point, each position-determined member in the rig coordinate system can also, such as e.g. the drill steel, is determined in position in the coordinate system of the tunnel / mine, and thus it can be ensured that each drilling hole actually ends up at the exact desired location.

I en alternativ utföringsform utförs nämnda positionering med nämnda positionsorgan godtyckligt placerat i förhållande till nämnda maskin, varvid riktning och avstånd även bestäms till två på maskinen anordnade markörer, varvid positionsorganets position i förhållande till maskinen nollpunkt kan positionsbestämmas med hjälp av kännedom om maskinens lutning och varvid således då också maskinens nollpunkt i tunnelns/gruvans koordinatsystem kan bestämmas.In an alternative embodiment, said positioning is performed with said positioning means arbitrarily placed in relation to said machine, the direction and distance also being determined to two markers arranged on the machine, whereby the positioning position of the positioning member relative to the machine can be determined by position of the machine and thus also the zero point of the machine in the coordinate system of the tunnel / mine can be determined.

Motsvarande fördelar uppnås med motsvarande anordninga- särdragskrav.Corresponding advantages are achieved with the corresponding device-specific requirements.

Kortfattad beskrivning av ritningar Uppfinningen kommer nu att beskrivas mer i detalj mot bakgrund av ett utföringsexempel och med hjälp av den bifogade rit- ningen, varpå: Fig. l schematiskt visar en bergborrningsigg enligt föreliggande uppfinning.Brief Description of the Drawings The invention will now be described in more detail with reference to an exemplary embodiment and with the aid of the accompanying drawing, in which: Fig. 1 schematically shows a rock drilling rig according to the present invention.

Fig. 2 schematiskt visar en exempelutföringsform enligt föreliggande uppfinning.Fig. 2 schematically shows an exemplary embodiment according to the present invention.

Fig. Ba-b schematiskt visar prismor anordnade på en bergborrningsrigg enligt fig. l.Fig. Ba-b schematically shows prisms arranged on a rock drilling rig according to Fig. 1.

Detaljerad beskrivning av en exempelutföringsform Såsom nämnts ovan används vid t.ex. tunneldrivning stora borriggar, vilka kan bestå av en bärare och en eller flera bommar med därmed associerade borrmaskiner. Tunneldrivningen 10 15 20 25 30 53Ü QTÅ utförs ofta på ett sådant sätt att borriggen borrar ett stort antal hål enligt en förutbestämd borrplan. Hållängden är vanligtvis 2-6 m, och efter borrningen laddas dessa med sprängämne för efterföljande sprängning. Borrningen av dessa hål tar lång tid, typiskt förlöper ett arbetsskift eller ännu längre tid innan borriggen behöver flyttas för sprängning/ny borrning.Detailed Description of an Exemplary Embodiment As mentioned above, in e.g. tunneling large drilling rigs, which may consist of a carrier and one or more booms with associated drilling machines. The tunnel drive 10 15 20 25 30 53Ü QTÅ is often performed in such a way that the drilling rig drills a large number of holes according to a predetermined drilling plan. The holding length is usually 2-6 m, and after drilling these are loaded with explosives for subsequent blasting. The drilling of these holes takes a long time, typically a work shift or even longer before the drilling rig needs to be moved for blasting / new drilling.

Vid malmbrytning borras betydligt färre hål, men i gengäld är dessa betydligt längre, upp till i storleksordningen 50 m eller längre, varför en ”borrningsomgång” även här kan ta lång tid. Inte heller produktionsborrningsriggen behöver således flyttas särskilt ofta.In the case of ore mining, significantly fewer holes are drilled, but in return these are considerably longer, up to the order of 50 m or longer, which is why a “drilling cycle” can take a long time here as well. Thus, the production drilling rig does not need to be moved very often either.

Det är dock fortfarande mycket viktigt att både tunneldrivning och malmbrytning sker exakt på avsedd plats, varför, såsom nämnts ovan, positionen för dessa riggar inmäts mycket noggrant innan en ny borrningsomgång inleds. Denna inmätning utförs av gruvutsättare (lantmätare) som med hjälp av totalstationer (takymetrar) utför noggrann inmätning av riggarna. Utsättningen går till på ett sådant sätt att gruvutsättaren ställer upp instrumentet med maskinen inom synhåll, varefter instrumentets position inmäts med hjälp av i gruvan/tunneln anordnade markörer, vilka vanligtvis utgörs av reflektorer, ofta prismor, som reflekterar från instrumentet mot dessa prismor utsänt ljus. Inmätningen sker mot kända prismor, dvs. prismor vars identitet och position är känd för utsättaren/instrumentet, och går till på så sätt att utsättaren först riktar instrumentet mot ett prisma, varvid riktning och avstånd till det prismat bestäms, varefter riktning och avstånd till ytterligare prismor bestäms så att en position för instrumentet erhålls. Den resulterande positionen utgörs av instrumentets position i gruvans koordinatsystem. l0 15 20 25 30 EBÜ 8?4 När utsättaren har mätt in instrumentet enligt detta förfarande bestäms borriggens position i förhållande till instrumentet. Detta utförs på ett liknande sätt, där tre på borriggen anordnade prismor används för att bestämma riggens position samt lutning. De på borriggen anordnade prismornas positioner är kända för riggens styrsystem, och genom att dessa prismors position i tunnelns koordinatsystem bestäms med hjälp av instrumentet kan även riggens position i gruvans koordinatsystem bestämmas, och därmed kan borriggen borra precis på avsedd plats på ett kontrollerat sätt.However, it is still very important that both tunnel driving and ore mining take place exactly at the intended location, which is why, as mentioned above, the position of these rigs is measured very carefully before a new drilling round begins. This survey is carried out by miners (surveyors) who, with the help of total stations (tachymeters), carry out accurate surveying of the rigs. The release takes place in such a way that the miner exposes the instrument with the machine in sight, after which the position of the instrument is measured by means of markers arranged in the mine / tunnel, which usually consist of reflectors, often prisms, which reflect light from the instrument against these prisms. The measurement takes place against known prisms, ie. prisms whose identity and position are known to the launcher / instrument, and are arranged in such a way that the launcher first directs the instrument towards a prism, whereby the direction and distance to that prism is determined, after which the direction and distance to further prisms are determined so that a position of the instrument obtained. The resulting position consists of the instrument's position in the mine's coordinate system. l0 15 20 25 30 EBÜ 8? 4 Once the setter has measured the instrument according to this procedure, the position of the drilling rig in relation to the instrument is determined. This is done in a similar way, where three prisms arranged on the drilling rig are used to determine the position and inclination of the rig. The positions of the prisms arranged on the drilling rig are known for the rig's control system, and by determining the position of these prisms in the tunnel's coordinate system by means of the instrument, the position of the rig in the mine's coordinate system can also be determined.

Denna inmätning är dock tidskrävande i sig, samtidigt som den alltså erfordrar närvaro av en gruvutsättare. I bästa fall finns gruvutsättaren tillgänglig i närheten utan att vara upptagen med annan inmätning, värre är om utsättaren befinner sig i en helt annan del av t.ex. en gruva, och där är upptagen med en annan maskin. I värsta fall finns inte utsättaren på plats överhuvudtaget, utan kan befinna sig på flera timmars resväg från gruvan/tunneln, med mycket kostsamma stilleståndstimmar som följd.However, this measurement is time-consuming in itself, at the same time as it therefore requires the presence of a miner. In the best case, the miner is available nearby without being busy with other surveying, it is worse if the miner is in a completely different part of e.g. a mine, and there is busy with another machine. In the worst case, the setter is not in place at all, but can be several hours' journey from the mine / tunnel, with very costly downtime as a result.

Ovanstående problematik förstärks ytterligare vid t.ex. bergförstärkningsriggar, då dessa vanligtvis utgörs av betydligt mindre riggar som typiskt inte står stilla lika länge innan de förflyttas. Tiden de står stilla beror t.ex. på hur tätt bultar måste sättas, men kan vara så liten som ca 30 minuter. Såsom nämnts ovan erfordrar dessa riggar fortfarande en mycket noggrann inmätning, och på grund av de täta förflyttningarna kräver dessa riggar således ideliga inmätningar av gruvutsättare. Eftersom positionsbestämning av riggen med totalstation (takymeter) tar lång tid kan inmätningstiden utgöra en mycket stor del av riggens drifttid, kanske uppemot 50% av tiden. Detta är, såsom lätt kan inses, en mycket oekonomisk användning av riggen. 10 15 20 25 30 530 Bïå Föreliggande uppfinning löser ovanstående problem och kommer nu att exemplifieras med hänvisning till en bergborrningsrigg av den i fig. 1 visade typen. I fig. 1 visas en bergborrningsrigg 10 för tunneldrivning, malmbrytning eller installation av bergförstärkningsbultar vid t.ex. tunneldrivning eller gruvdrift. Borriggen 10 inkluderar en bom 11, vars ena ände lla är ledbart fäst vid en bärare 12, såsom ett fordon, via ett eller flera ledorgan och vid vars andra ände llb är anordnad en matare 13 som uppbär en borrmaskin 14.The above problems are further reinforced by e.g. rock reinforcement rigs, as these usually consist of much smaller rigs that typically do not stand still for as long before they are moved. The time they stand still depends on e.g. on how tight bolts must be set, but can be as small as about 30 minutes. As mentioned above, these rigs still require a very accurate measurement, and due to the frequent movements, these rigs thus require constant measurements by miners. Since position determination of the rig with total station (tachimeter) takes a long time, the measurement time can constitute a very large part of the rig's operating time, perhaps up to 50% of the time. This is, as can easily be seen, a very uneconomical use of the rig. The present invention solves the above problems and will now be exemplified with reference to a rock drilling rig of the type shown in Fig. 1. Fig. 1 shows a rock drilling rig 10 for tunnel driving, ore mining or installation of rock reinforcement bolts at e.g. tunneling or mining. The drilling rig 10 includes a boom 11, one end 11a of which is hingedly attached to a carrier 12, such as a vehicle, via one or more hinge means and at the other end 11b of which is provided a feeder 13 which carries a drilling machine 14.

Borrmaskinen 14 är förskjutbar längs mataren 13. Riggen 10 innefattar vidare en styrenhet 16 vilken kan användas vid positionsbestämning enligt föreliggande uppfinning och enligt vad som kommer att beskrivas nedan. Styrenheten 16 kan användas för att övervaka position, riktning och borrat avstånd etc. med avseende på borrmaskin och bärare.The drilling machine 14 is displaceable along the feeder 13. The rig 10 further comprises a control unit 16 which can be used in position determination according to the present invention and as will be described below. The control unit 16 can be used to monitor position, direction and drilled distance etc. with respect to drilling machine and carrier.

Styrenheten 16 kan även användas för styrning av förflyttning av riggen 10, även om en separat styrenhet naturligtvis kan användas för detta.The control unit 16 can also be used to control the movement of the rig 10, although a separate control unit can of course be used for this.

Som ett alternativ till att implementera föreliggande uppfinning i styrenheten 16, eller överhuvudtaget i en befintlig eller för uppfinningen specifikt vid borriggen anordnad enhet, kan uppfinningen även vara anordnad att helt eller delvis implementeras på en på avstånd belägen plats, såsom integrerat i ett positioneringsinstrument, alternativt i någon form av på avstånd belägen plats för styrning av flera borriggar/maskiner. Data kan t.ex. skickas t.ex. trådlöst eller trådbundet till den på avstånd belägna platsen/instrumentet.As an alternative to implementing the present invention in the control unit 16, or at all in an existing or for the invention specifically arranged at the drilling rig, the invention may also be arranged to be fully or partially implemented in a remote location, such as integrated in a positioning instrument, alternatively in some form of remote location for controlling several drilling rigs / machines. Data can e.g. sent e.g. wireless or wired to the remote location / instrument.

Styrenheten 16 innefattar företrädesvis organ för att motta signaler från t.ex. andra på borriggen anordnade styrenheter och/eller signaler från diverse på bärare och/eller bom anordnade sensorer och/eller signaler såsom radiosignaler från 10 15 20 25 30 530 8114 ett positioneringsinstrument såsom en totalstation. Nämnda organ kan vid behov omvandla mottagna signaler till ett format anpassat för en i styrenheten anordnad databehandlingsenhet, och kan t.ex. utgöras av en respektive anslutningspunkt för önskade signalkällor och/eller en databussanslutning för mottagning av signaler via en databuss, såsom t.ex. på något av databussformaten CAN (Controller Area Network), TTCAN eller FlexRay, där data på ett för fackmannen känt sätt kan överföras på ett gemensamt dataöverföringsformat.The control unit 16 preferably comprises means for receiving signals from e.g. other control units and / or signals arranged on the drilling rig from various sensors and / or signals arranged on the carrier and / or boom, such as radio signals from a positioning instrument such as a total station. Said means can, if necessary, convert received signals into a format adapted for a data processing unit arranged in the control unit, and can e.g. consist of a respective connection point for desired signal sources and / or a data bus connection for receiving signals via a data bus, such as e.g. on any of the data bus formats CAN (Controller Area Network), TTCAN or FlexRay, where data in a manner known to those skilled in the art can be transferred to a common data transmission format.

Nämnda databehandlingsenhet kan, baserat på mottagna signaler, genom tillämplig beräkning åstadkomma den nedan beskrivna positioneringen enligt föreliggande uppfinning, och kan t.ex. utgöras av en processor, såsom en digital signalprocessor, vilken styrs medelst en i processorn inbyggd eller i en med processorn förbunden datorprogramprodukt, såsom ett medelst ett tillämpligt programmeringsspråk alstrat och i ett lagringsorgan lagrat datorprogram. Nämnda lagringsorgan kan t.ex. utgöras av ett eller flera ur gruppen: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM).Said data processing unit can, based on received signals, by appropriate calculation achieve the positioning according to the present invention described below, and can e.g. consists of a processor, such as a digital signal processor, which is controlled by means of a computer program product built into the processor or connected to the processor, such as a computer program generated by means of an appropriate programming language and stored in a storage means. Said storage means can e.g. consists of one or more of the group: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash memory, EEPROM (Electrically Erasable PROM).

Enligt föreliggande uppfinning tillhandahålls ett förfarande för att åstadkomma nämnda positionsbestämning av bergborrningsriggen utan att närvaro av gruvutsättare erfordras, och detta dessutom genom användning av, jämfört med känd teknik, ett reducerat antal komponenter.According to the present invention, there is provided a method of effecting said position determination of the rock drilling rig without the presence of mine excavators being required, and this further by using, compared to prior art, a reduced number of components.

I fig. 2 visas en exempelutföringsform av föreliggande uppfinning, där bergborrningsriggen 10 i fig. l har positionerats för borrning i en bergyta 21. Borriggen 10 är försedd med två markörer 22, 23, såsom prismor enligt ovan.Fig. 2 shows an exemplary embodiment of the present invention, where the rock drilling rig 10 in Fig. 1 has been positioned for drilling in a rock surface 21. The drilling rig 10 is provided with two markers 22, 23, such as prisms as above.

Borriggen är också försedd med lutningsgivarorgan 30, vilket mäter borriggens lO lutning i sidled och eller längsled.The drilling rig is also provided with inclination sensor means 30, which measures the inclination of the drilling rig 10 laterally and or longitudinally.

Lutningsgivarorganet kan t.ex. utgöras av ett gyro, 10 15 20 25 30 53Ü B74 alternativt två lodgivare, en för lutning i längsled och en lutning i sidled.The inclination sensor body can e.g. consists of a gyro, 10 15 20 25 30 53Ü B74 alternatively two plumbing sensors, one for longitudinal inclination and one lateral inclination.

Prismornas 22, 23 position på riggen lagras, företrädesvis, i riggens styrsystem med koordinater i förhållande till riggens nollpunkt. Borriggar av den i fig. l visade typen har ofta ett internt koordinatsystem som används vid t.ex. styrning av bommar och borrmaskiner, och nollpunkten utgör den punkt från vilken riggens interna koordinatsystem utgår, och kan t.ex. utgöras av riggens tyngdpunkt. Detta medför att vid en positionsbestämning av prismorna i ett för en hel tunnel, eller gruva, gemensamt koordinatsystem kan riggens nollpunktposition i gruvans koordinatsystem också bestämmas, med mycket noggrann riggpositionsbestämmelse som följd.The position of the prisms 22, 23 on the rig is stored, preferably, in the rig control system with coordinates relative to the rig zero point. Drilling rigs of the type shown in Fig. 1 often have an internal coordinate system which is used in e.g. control of booms and drilling machines, and the zero point is the point from which the rig's internal coordinate system originates, and can e.g. consists of the rig's center of gravity. This means that in a position determination of the prisms in a coordinate system common to an entire tunnel, or mine, the zero point position of the rig in the mine coordinate system can also be determined, with very accurate rig position determination as a result.

Vid positionsbestämning enligt en första exempelutföringsform av föreliggande uppfinning ställer t.ex. borriggens operatör, eller annan lämplig person, ut ett positioneringsinstrument 24, såsom t.ex. en totalstation, på ett lämpligt avstånd från borriggen 10 och på ett sådant sätt att prismorna 22, 23 är synliga från totalstationen 24. Instrumentet ställs således ut helt koordinatlöst, dvs. på en, i princip, godtycklig plats under nämnda förutsättning. En ytterligare förutsättning är att det inom instrumentets ”synfält” också finns minst två i tunneln/gruvan anordnade och i tunnelns/gruvans koordinatsystem positionsbestämda markörer, såsom prismor 25- 27.In position determination according to a first exemplary embodiment of the present invention, e.g. the drilling rig operator, or other suitable person, out a positioning instrument 24, such as e.g. a total station, at a suitable distance from the drilling rig 10 and in such a way that the prisms 22, 23 are visible from the total station 24. The instrument is thus displayed completely coordinate-free, i.e. in a, in principle, arbitrary place under said condition. An additional condition is that within the instrument's 'field of view' there are also at least two markers arranged in the tunnel / mine and positioned in the tunnel / mine's coordinate system, such as prisms 25-27.

När instrumentet ställs ut kommer detta oavsett placering att kunna bestämma vertikalaxelriktningen, då t.ex. en totalstation vanligtvis är konstruerad på ett sådant sätt att den med inbyggda givare kan bestämma en lodriktning, och utföra beräkningar i förhållande till denna lodriktning.When the instrument is exhibited, this will be able to determine the vertical axis direction, regardless of location, when e.g. a total station is usually constructed in such a way that it with built-in sensors can determine a vertical direction, and perform calculations in relation to this vertical direction.

Instrumentet 24 är vidare försett med en roterande ljuskälla, i detta fall en roterande laser som vid aktivering avsöker 10 15 20 25 30 EBÜ 8?4 10 (scannar) omgivningen i syfte att identifiera prismor, Istället för roterande laser kan t.ex. roterande IR-ljus användas. Allteftersom lasern roterar kommer den att ”upptäcka” riggens 10 två prismor 22, 23 samt i tunneln (gruvorten) inom synhåll uppsatta prismor 25-27. Såsom visas i fig. 2 finns tre prismor inom synhåll från instrumentet 24, medan ytterligare en reflektor, 28, döljs av tunnelväggen 29.The instrument 24 is further provided with a rotating light source, in this case a rotating laser which upon activation scans 10 15 20 25 30 EBÜ 8? 4 10 (scans) the surroundings in order to identify prisms. rotating IR light is used. As the laser rotates, it will "detect" the two prisms 22, 23 of the rig 10 and prisms 25-27 within sight in the tunnel (mining site). As shown in Fig. 2, there are three prisms within sight of the instrument 24, while another reflector, 28, is obscured by the tunnel wall 29.

Prismorna 25-28 uppsätts av, företrädesvis, gruvutsättare, varefter deras position bestäms i ett lämpligt koordinatsystem, vilket vanligtvis utgörs av ett för, åtminstone en del av, tunneln (gruvan) gemensamt koordinatsystem. Den bestämda positionen lagras sedan och tillgängliggörs för positioneringsinstrument 24 och/eller borriggens 10 styrsystem. Prismor såsom prismorna 25-28 uppsätts vid behov när arbetet i tunneln/gruvorten framskrider, t.ex. var 20:e meter, eller tätare eller glesare beroende på vad som är lämpligt. Den roterande laserns räckvidd vid positionsbestämning kan t.ex. vara av storleksordningen 40 m, och uppsättning av prismor anpassas med fördel till instrumentets räckvidd.The prisms 25-28 are set up by, preferably, miners, after which their position is determined in a suitable coordinate system, which usually consists of a coordinate system common to, at least a part of, the tunnel (mine). The determined position is then stored and made available to the positioning instrument 24 and / or the drilling rig 10 control system. Prisms such as prisms 25-28 are set up when needed when the work in the tunnel / mining site progresses, e.g. every 20 meters, or denser or sparser depending on what is appropriate. The range of the rotating laser when determining position can e.g. be of the order of 40 m, and the set of prisms is advantageously adapted to the range of the instrument.

När instrumentet 24 sedan vid avsökningen detekterar prismorna 22-23, 25-27, med hjälp av den roterande lasern och en ljusdetektor, vilket sker genom att från lasern utsänt ljus reflekteras i prismorna och detekteras av ljusdetektorn, bestäms riktningen till dessa prismor, antingen enbart relativt nästa/föregående prisma som detekteras när lasern roterar, såsom exemplifieras i figuren med d, ß, V, eller som vinklar relativt någon (godtycklig) referensvinkel (referensaxel) ref, såsom exemplifieras med ö och S. Förutom nämnda vinklar bestämmer instrumentet även avståndet till nämnda prismor, vilket t.ex. kan åstadkommas genom att modulera det utsända laserljuset och sedan mäta den tid det tar för det utsända ljuset att åter nå instrumentet. 10 15 20 25 30 530 874 ll Instrumentet bestämmer även en elevationsvinkel, dvs. vinkel till nämnda prismor i förhållande till vertikalaxeln eller annan för instrumentet lämplig axel. Även om de prismor som används t.ex. kan vara decimeterstora, är de vanligtvis utformade på så sätt att ljus endast reflekteras i en enda punkt, varför den bestämda riktningen således utgör riktning till denna punkt, vilket ökar noggrannheten vid positionsbestämningen.When the instrument 24 then during the scan detects the prisms 22-23, 25-27, by means of the rotating laser and a light detector, which takes place by the light emitted from the laser being reflected in the prisms and detected by the light detector, the direction to these prisms is determined, either only relative to the next / previous prism detected when the laser rotates, as exemplified in the figure by d, ß, V, or as angles relative to any (arbitrary) reference angle (reference axis) ref, as exemplified by ö and S. In addition to said angles, the instrument also determines the distance to said prisms, which e.g. can be accomplished by modulating the emitted laser light and then measuring the time it takes for the emitted light to reach the instrument again. 10 15 20 25 30 530 874 ll The instrument also determines an elevation angle, ie. angle to said prisms in relation to the vertical axis or other axis suitable for the instrument. Although the prisms used e.g. can be large in decimetres, they are usually designed in such a way that light is only reflected in a single point, so that the determined direction thus constitutes a direction to this point, which increases the accuracy in the position determination.

När samtliga vinklar och avstånd har bestämts, alternativt när vinklar och avstånd för åtminstone två prismor har bestämts, påbörjas en jämförelseberäkning där de bestämda riktningarna och avstånden jämförs med olika tänkbara positioner i förhållande till lagrade prismor, dvs. det sker en beräkning där en mängd olika möjliga positioner med beräknade vinklar till olika prismor jämförs med de uppmätta vinklarna. I princip jämförs varje prisma med sin ”granne”, dvs. prismat närmast till höger eller vänster i förhållande till aktuellt prisma. När sedan en position hittas som stämmer överens med de uppmätta vinklarna kan instrumentets position i förhållande till de identifierade prismorna bestämmas.When all angles and distances have been determined, alternatively when angles and distances for at least two prisms have been determined, a comparison calculation is started where the determined directions and distances are compared with different possible positions in relation to stored prisms, ie. a calculation is made where a number of different possible positions with calculated angles at different prisms are compared with the measured angles. In principle, each prism is compared with its "neighbor", ie. the prism closest to the right or left in relation to the current prism. When a position is then found which corresponds to the measured angles, the position of the instrument in relation to the identified prisms can be determined.

De ovan beskrivna beräkningarna kan ske i instrumentet, i vilket fall positioner i gruvans koordinatsystem för tunnelns/gruvans alla, eller åtminstone alla relevanta, prismor kan finnas lagrade i ett minne i instrumentet. Likaså finns i detta fall erforderliga data för riggmonterade prismor lagrade. Dessa positionsdata kan vid behov uppdateras på tillämpligt sätt, t.ex. genom att byta ut ett minneskort såsom ett flash-minne, eller genom att trådlöst uppdatera prismadata. De bestämda avstånden och riktningarna jämförs således med motsvarande avstånd till lagrade prismor, och när det hittas en position som överensstämmer med riktning och avstånd till två prismor kommer denna position att bestämmas 10 15 20 25 30 5312! 314 12 som instrumentets position. Genom att instrumentets noggrannhet vanligtvis är mycket god kan en mycket exakt position för instrumentet relativt de två prismorna bestämmas. Även om det är teoretiskt möjligt att fler än en möjlig position kan bestämmas, i synnerhet om det totala antalet lagrade prismor är stort, är det fortfarande osannolikt att detta skulle inträffa, eftersom avstånds- och riktningsnoggrannheten kan hållas mycket hög. Om det dock skulle visa sig att fler än en position är möjlig kan detta t.ex. lösas genom att jämföra de framräknade positionerna med den senast kända positionen, och om då den senast kända positionen är i närheten av en av de bestämda positionerna kan denna med mycket god säkerhet antas vara den korrekta positionen, eftersom borriggar sällan flyttas särskilt långt mellan inmätningarna. Alternativt kan tunnelns/gruvans utsträckning finnas lagrad, dvs. det kan finnas angivet vad som är bortsprängt och vad som är berg, och om då en bestämd position befinnes vara inne i berget kan denna position uteslutas.The calculations described above can be made in the instrument, in which case positions in the mine's coordinate system for all, or at least all relevant, prisms of the tunnel / mine can be stored in a memory in the instrument. Similarly, in this case, the required data for rig-mounted prisms are stored. This position data can be updated as appropriate, if necessary, e.g. by replacing a memory card such as a flash memory, or by wirelessly updating prism data. The determined distances and directions are thus compared with the corresponding distances to stored prisms, and when a position corresponding to the direction and distance to two prisms is found, this position will be determined 5312! 314 12 as the position of the instrument. Because the accuracy of the instrument is usually very good, a very precise position of the instrument relative to the two prisms can be determined. Although it is theoretically possible that more than one possible position can be determined, especially if the total number of stored prisms is large, it is still unlikely that this would occur, as the distance and direction accuracy can be kept very high. However, if it turns out that more than one position is possible, this can e.g. is solved by comparing the calculated positions with the last known position, and if then the last known position is close to one of the determined positions, this can with very good certainty be assumed to be the correct position, since drilling rigs are seldom moved particularly far between the measurements. Alternatively, the extent of the tunnel / mine can be stored, ie. it can be stated what is blasted away and what is rock, and if then a certain position is found to be inside the rock, this position can be excluded.

Som ett alternativ till att utföra beräkningarna i instrumentet kan all beräkning istället ske i eller vid riggen, såsom i den ovan nämnda styrenheten 16. I detta fall kan data från instrumentet skickas, trådbundet eller trådlöst, till en sådan beräkningsenhet i eller vid riggen, varefter mottagen data används för att i/vid riggen utföra ovanstående bräkningar. I denna utföringsform är företrädesvis prismadata lagrade i riggen, såsom i ett med styrenheten 16 förbundet eller integrerat lagringsorgan.As an alternative to performing the calculations in the instrument, all calculations can instead take place in or near the rig, as in the above-mentioned control unit 16. In this case, data from the instrument can be sent, wired or wireless, to such a calculation unit in or at the rig, after which received data is used to perform the above vomiting in / at the rig. In this embodiment, prism data is preferably stored in the rig, such as in a storage means connected to the control unit 16 or integrated.

Den ovan beskrivna beräkningen kan ske antingen på riggmonterade prismor, tunnelmonterade prismor eller både och.The calculation described above can be done either on rig-mounted prisms, tunnel-mounted prisms or both.

De olika kategorierna av prismor kan t.ex. lagras på ett sådant sätt att beräkningarna kan utföras baserat på vald 10 15 20 25 30 SBÜ 8?4 13 eller valda kategorier. Om avsökningen är inställd så att både riggmonterade prismor och tunnelmonterade prismor kan påträffas kommer de identifierade prismorna antingen att utgöras av två i tunneln (gruvan) anordnade prismor såsom två prismorna 25-27, varvid instrumentets koordinater i gruvans koordinatsystem kan bestämmas, alternativt två riggmonterade prismor, varvid instrumentets koordinater i riggens koordinatsystem kan bestämmas, dvs. instrumentet kan ses som en del av riggen. För att riggmonterade prismor ska kunna identifieras på ett korrekt sätt, behövs dock, i normalfallet, ytterligare information finnas tillgänglig vid beräkningen.The different categories of prisms can e.g. stored in such a way that the calculations can be performed based on selected 10 15 20 25 30 SBÜ 8? 4 13 or selected categories. If the scan is set so that both rig-mounted prisms and tunnel-mounted prisms can be found, the identified prisms will either consist of two prisms arranged in the tunnel (mine) such as two prisms 25-27, whereby the coordinates of the instrument in the mine coordinate system can be determined, alternatively two rig-mounted prisms , whereby the coordinates of the instrument in the coordinate system of the rig can be determined, ie. the instrument can be seen as part of the rig. In order for rig-mounted prisms to be correctly identified, however, additional information needs to be available during the calculation.

Denna information utgörs av riggens lutning i åtminstone sidled eller längsled, företrädesvis både och. Detta illustreras i fig. 3a-b, där en borrigg 35 med två monterade prismor 36, 37 schematiskt visas bakifrån, t.ex. från instrumentet 24 i fig. 2. I fig. 3a står borriggen på ett plant underlag och om så alltid vore fallet kommer riggens 35 vertikalaxel 38 alltid att vara parallell med instrumentets vertikalaxel, och en korrekt positionsbestämning alltid vara möjlig. Om, däremot, borriggens underlag, och därmed även borriggen, lutar åt något håll kommer, sett ur instrumentets vertikalplan, ”bilden” av prismorna att se helt olika ut. I fig. 3b visas ett exempel hur det kan se ut när riggen står på ett lutande underlag. Med instrumentets vertikalaxel som referens kommer avstånden mellan prismorna 36, 37 i x-led respektive z-led att skilja sig markant jämfört med i fig. 3a.This information consists of the inclination of the rig at least laterally or longitudinally, preferably both. This is illustrated in Figs. 3a-b, where a drilling rig 35 with two mounted prisms 36, 37 is schematically shown from behind, e.g. from the instrument 24 in Fig. 2. In Fig. 3a the drilling rig is on a flat surface and if this were always the case, the vertical axis 38 of the rig 35 will always be parallel to the vertical axis of the instrument, and a correct position determination will always be possible. If, on the other hand, the base of the drilling rig, and thus also the drilling rig, tilts in any direction, seen from the vertical plane of the instrument, the "image" of the prisms will look completely different. Fig. 3b shows an example of what it might look like when the rig is standing on a sloping surface. With the vertical axis of the instrument as a reference, the distances between the prisms 36, 37 in the x-direction and the z-direction, respectively, will differ markedly compared with in Fig. 3a.

Såsom kan ses i fig. 3b är, jämfört med i fig. 3a, x-avståndet längre och z-avståndet kortare, och om ingen hänsyn till lutningen tas kan inte en korrekt identifiering utföras.As can be seen in Fig. 3b, compared with Fig. 3a, the x-distance is longer and the z-distance is shorter, and if no inclination is taken into account, a correct identification cannot be performed.

Problematiken blir än mer komplex om prismorna 36, 37 dessutom är förskjutna relativt varandra i riggens längdriktning. Om däremot hänsyn tas till riggens lutning kan denna skillnad kompenseras så att ett korrekt koordinatsystem för beräkningen 10 15 20 25 30 5313 3174 l4 kan tas fram och prismor anordnade enligt fig. 3b kan resultera i en positiv identifikation av borriggen 35. I det fall prismorna 36, 37 är förskjutna relativt varandra i riggens längdriktning erfordras riggens lutning både i sidled och i längsled för att kunna utföra en korrekt bestämning.The problem becomes even more complex if the prisms 36, 37 are also offset relative to each other in the longitudinal direction of the rig. If, on the other hand, the inclination of the rig is taken into account, this difference can be compensated so that a correct coordinate system for the calculation 14 can be produced and prisms arranged according to Fig. 3b can result in a positive identification of the drilling rig 35. In that case the prisms 36, 37 are offset relative to each other in the longitudinal direction of the rig, the inclination of the rig both laterally and longitudinally is required in order to be able to perform a correct determination.

När instrumentets position har bestämts i förhållande till antingen gruvans koordinatsystem eller riggens koordinatsystem enligt ovan fortsätter avsökningen för att hitta två prismor som möjliggör att positioneringen kan slutföras. Om instrumentets position har bestämts i förhållande till riggen söker instrumentet efter tunnelmonterade prismor för att instrumentets position i gruvans koordinatsystem ska kunna beräknas. När instrumentets position i tunnelns/gruvans koordinatsystem har beräknats kan förhållandet mellan instrumentet och riggens nollpunkt i riggens koordinatsystem användas för att bestämma riggens position i tunnelns/gruvans koordinatsystem. Omvänt söker instrumentet efter riggmonterade prismor om instrumentets position i tunneln har bestämts, varvid, när riggen har identifierats, en motsvarande beräkning kan ske för att bestämma riggens position i tunnelns/gruvans koordinatsystem.Once the position of the instrument has been determined in relation to either the mine's coordinate system or the rig's coordinate system as above, the scan continues to find two prisms that allow the positioning to be completed. If the instrument's position has been determined in relation to the rig, the instrument searches for tunnel-mounted prisms so that the instrument's position in the mine's coordinate system can be calculated. Once the position of the instrument in the coordinate system of the tunnel / mine has been calculated, the relationship between the instrument and the zero point of the rig in the coordinate system of the rig can be used to determine the position of the rig in the coordinate system of the tunnel / mine. Conversely, the instrument searches for rig-mounted prisms if the position of the instrument in the tunnel has been determined, whereby, once the rig has been identified, a corresponding calculation can be made to determine the position of the rig in the tunnel / mine coordinate system.

Instrumentets position behöver dock inte bestämmas explicit, utan det räcker att riktning och avstånd bestäms till riggens två prismor, och två av tunnelns/gruvans prismor. Med denna information kan hela beräkningen ske i ett svep med, vid behov, tillämpliga koordinattransformationer så att riggens position i gruvans koordinatsystem erhålls. Utförandet av sådana beräkningar utgör välkänd matematik för fackmannen och föreklaras därför inte närmare här.However, the position of the instrument does not need to be determined explicitly, it is sufficient that the direction and distance are determined to the rig's two prisms, and two of the tunnel / mine prisms. With this information, the entire calculation can be done in one sweep with, if necessary, applicable coordinate transformations so that the position of the rig in the mine's coordinate system is obtained. The execution of such calculations constitutes well-known mathematics for the person skilled in the art and is therefore not explained in more detail here.

Sammantaget kan alltså en mycket god positionsbestämning av borriggen utföras. Vidare kan denna positionsbestämning användas på ett för ändamålet tillämpligt sätt. T.ex. kan den l0 l5 20 25 30 53Ü 874 l5 enligt ovan användas för att säkerställa att borrning sker på exakt avsedd plats. Dessutom möjliggör föreliggande uppfinning att så fort en maskin är på plats för borrning kan operatören ställa ut t.ex. en totalstation för att utföra positionsbestämningen enligt ovan och sedan snabbt komma igång och borra. Gruvutsättaren behövs då bara för att sätta ut de fasta prismorna, vilka såsom nämnts kan vara synliga en längre sträcka och således möjliggöra borrning under en längre tid utan behov av utsättare. Det skall dock förstås att utsättning av nya prismor kan utföras medelst föreliggande uppfinning genom att en ny prisma uppsätts och denna inmäts under det att positionsbestämning enligt ovan redan har gjorts. Genom att lagra inmätningsdata kan uppfinningen såldes i princip möjliggöra för en riggoperatör att sätta upp nya prismor varefter behov uppstår allteftersom borrningen fortskrider.All in all, a very good position determination of the drilling rig can thus be performed. Furthermore, this position determination can be used in a manner applicable for the purpose. For example. the l0 l5 20 25 30 53Ü 874 l5 as above can be used to ensure that drilling takes place at the exact intended location. In addition, the present invention enables that as soon as a machine is in place for drilling, the operator can exhibit e.g. a total station to perform the position determination as above and then quickly get started and drill. The mine excavator is then only needed to set out the fixed prisms, which as mentioned can be visible for a longer distance and thus enable drilling for a longer period without the need for an excavator. It is to be understood, however, that launching of new prisms can be performed by means of the present invention by setting up a new prism and measuring it while position determination as above has already been done. By storing survey data, the invention sold can in principle enable a rig operator to set up new prisms, after which a need arises as drilling proceeds.

I en utföringsform av uppfinningen kan prismorna anordnas likadant på ett flertal, eller alla maskiner i en tunnel/gruva, dvs. det görs ingen inbördes åtskillnad av maskinerna. Detta har fördelen att endast en maskinreflektorkonfiguration behöver tas hänsyn till vid marköridentifikationen enligt ovan, vilket förenklar beräkningarna. En maskin står dessutom ofta ensam, och i ett sådant fall finns det inget behov av att kunna särskilja maskinen från andra maskiner. En sådan lösning kan dock vara olämplig i de fall det trots allt är önskvärt att kunna särskilja på flera maskiner, t.ex. om flera maskiner står inom synhåll från varandra och positioneringsinstrumentet, eller om data skickas till en central plats och ett säkert maskin-ID önskas. Det kan således vara fördelaktigt att varje maskin eller varje maskintyp (såsom borrigg, typ av borrigg, bultinstallationsrigg, lastare) förses med en unik identitet, vilket enkelt kan åstadkommas genom att variera avstånden i höjd- respektive längsled och/eller djupled mellan de två l0 15 20 25 30 EBÜ &?'4 l6 prismorna. T.ex. kan en upplösning på avståndsskillnader i hela decimeter mellan prismor mellan olika maskiner användas, alternativt kan centimeterskillnader användas, eller någon annan lämplig skillnad, beroende på vilka skillnader instrumentet klarar av att detektera. Om varje maskin har unika identiteter enligt detta identitetskodningsförfarande kan, om identiteten för maskinen bestäms, detta id användas för att ta fram maskinens tidigare kända position, för att med hjälp av denna välja ut de tunnel-/ortmonterade prismor som är närmast denna position och börja med att försöka hitta aktuell position i närheten av dessa.In an embodiment of the invention, the prisms can be arranged the same on a plurality, or all machines in a tunnel / mine, i.e. no distinction is made between the machines. This has the advantage that only a machine reflector configuration needs to be taken into account in the cursor identification as above, which simplifies the calculations. In addition, a machine often stands alone, and in such a case there is no need to be able to distinguish the machine from other machines. However, such a solution may be unsuitable in cases where it is nevertheless desirable to be able to distinguish between several machines, e.g. if several machines are within sight of each other and the positioning instrument, or if data is sent to a central location and a secure machine ID is desired. It can thus be advantageous that each machine or each type of machine (such as drilling rig, type of drilling rig, bolt installation rig, loader) is provided with a unique identity, which can be easily achieved by varying the distances in height and longitudinal and / or depth between the two l0 15 20 25 30 EBÜ &? '4 l6 prismorna. For example. For example, a resolution of distance differences in whole decimeters between prisms between different machines can be used, alternatively, centimeter differences can be used, or some other suitable difference, depending on what differences the instrument is able to detect. If each machine has unique identities according to this identity coding procedure, if the identity of the machine is determined, this ID can be used to retrieve the previously known position of the machine, to use it to select the tunnel / site mounted prisms closest to this position and start with trying to find the current position near these.

För att underlätta positionsbestämningen, t.ex. framförallt vid gruvdrift där antalet prismor kan vara mycket stort, kan prismorna t.ex. vara kodade så att det framgår i vilken ort de är uppsatta. Koden kan t.ex. vara så anordnad att prismat bryter ljuset på ett visst sätt.To facilitate position determination, e.g. especially in mining where the number of prisms can be very large, the prisms can e.g. be coded so that it is clear in which place they are set up. The code can e.g. be so arranged that the prism refracts light in a certain way.

I en alternativ utföringsform av uppfinningen behöver instrumentet inte ställas ut, utan sitter fast eller löstagbart fästad vid maskinen. Denna utföringsform är lämplig om det kan säkerställas att minst två av tunnelns/qkuvans prismor kan hållas synliga från maskinen. Denna utföringsform kräver heller inte att maskinen är utrustad med prismor enligt ovan, utan det räcker att instrumentet sitter på en plats som är känd i förhållande till riggens nollpunkt.In an alternative embodiment of the invention, the instrument does not need to be exhibited, but is fixedly or releasably attached to the machine. This embodiment is suitable if it can be ensured that at least two of the prisms of the tunnel / pit can be kept visible from the machine. This embodiment also does not require the machine to be equipped with prisms as above, it is sufficient that the instrument is in a place known in relation to the zero point of the rig.

Den roterande laserstrålen behöver således endast användas för att detektera och bestämma vinkel till de i gruvan anordnade prismorna. Instrumentet kan vara anordnat så att det alltid har en känd referensriktning, t.ex. maskinens längdriktning.The rotating laser beam thus only needs to be used to detect and determine the angle of the prisms arranged in the mine. The instrument can be arranged so that it always has a known reference direction, e.g. the longitudinal direction of the machine.

Detta kan vara inbyggt i instrumentet om det sitter fast fästat till maskinen. Om instrumentet är löstagbart för att vid behov kunna användas enligt ovan kan t.ex. ett prisma vara anordnad på riggen, t.ex. längs en längsgående axel relativt 10 15 20 5313 BÉFQ 17 instrumentets hållare, varvid instrumentet alltid kan erhålla en känd referensriktning genom att detektera vinkel och avstånd till detta prisma oavsett dess vridläge när det sätts på plats på riggen.This can be built into the instrument if it is securely attached to the machine. If the instrument is detachable so that it can be used as above, if necessary, e.g. a prism be arranged on the rig, e.g. along a longitudinal axis relative to the holder of the instrument, the instrument always being able to obtain a known reference direction by detecting the angle and distance to this prism regardless of its rotational position when it is put in place on the rig.

Denna utföringsform har således fördelen att instrumentet inte behöver ställas ut, utan alltid kan vara anordnat på avsedd plats på maskinen. Detta möjliggör också att positionen kan bestämmas kontinuerligt, och om ”kontakt” hela tiden hålls med omkringliggande reflektorer förenklas också beräkningarna avsevärt.This embodiment thus has the advantage that the instrument does not have to be exhibited, but can always be arranged in the intended place on the machine. This also enables the position to be determined continuously, and if "contact" is constantly maintained with surrounding reflectors, the calculations are also considerably simplified.

I ovanstående beskrivning har positioneringssystemet angivits som ett reflektoravsökande lasersystem. Det ligger dock inom ramen för föreliggande uppfinning att använda godtyckligt system med vilket en god positionering av borriggen kan utföras från denna, t.ex. kan radiosändare användas istället för prismor, varvid en, företrädesvis roterande, riktantenn kan användas för att bestämma vinkel/riktning till dessa radiosändare, och avstånd, t.ex. genom bestämning av den tid det tar för radiosignaler från radiosändarna att nå antennen.In the above description, the positioning system has been indicated as a reflector scanning laser system. However, it is within the scope of the present invention to use any system with which a good positioning of the drilling rig can be performed from this, e.g. radio transmitters can be used instead of prisms, whereby a, preferably rotating, directional antenna can be used to determine the angle / direction of these radio transmitters, and distances, e.g. by determining the time it takes for radio signals from the radio transmitters to reach the antenna.

Ett annat alternativ utgörs av ljusutsändande markörer, där instrumentet endast behöver ha organ för detektering av utsänt ljus, och således inte behöver ha t.ex. en laser.Another alternative consists of light emitting markers, where the instrument only needs to have means for detecting emitted light, and thus does not need to have e.g. a laser.

Claims

10 15 20 25 30 SBC! S374 18 Patent claims

A method for determining the position of a mining and / or construction machine, wherein in an environment of said machine at least a first marker is arranged at a first position in a first coordinate system, and a second marker at a second position in said first coordinate system, separated from said first position, characterized in that the method comprises the steps of: - from a third position, separated from said first and second position, and which is determined or determinable in relation to said machine, - determining a first direction to said first marker, - determining a second direction to said second marker, - identifying said markers by means of said first direction and said second direction, - determining the inclination of the machine laterally and / or longitudinally, and - determining a position of said machine in said first coordinate system by means of said determined directions to said identified markers and said determined slope.

A method according to claim 1, characterized in that it also comprises the step of determining a first distance to said first marker and a second distance to said second marker, said markers being identified by means of said respective directions and distances, and the position of said machine determined by means of said determined directions and distances and said determined slope.

Method according to claim 1, characterized in that said third position constitutes a position known in relation to the machine.

Method according to claim 3, characterized in that said third position is arranged on the machine. 10 15 20 25 30 SBC! BTH! 19

A method according to claim 2, characterized in that it further comprises the step of determining the position of said third position in said first coordinate system by means of said determined directions and distances.

A method according to claim 1, characterized in that the method further comprises the steps of: - at said third position, - determining a third direction to a third marker, - determining a fourth direction to a fourth marker, - identifying said markers by means of said said third direction and said fourth direction and said determined slope, said third marker and said fourth marker being arranged on said machine, and wherein the position of said machine is determined by means of said determined directions to said first, second, third and fourth markers, and said determined slope.

A method according to claim 6, characterized in that it also comprises the step of determining a third distance to said third marker and a fourth distance to said fourth marker, said markers being identified by means of said respective directions and distances.

Method according to any one of claims 1-7, characterized by the step of detecting energy emitted and / or reflected from said markers in said position determination of said markers.

Method according to any one of claims 1-8, characterized in that said position determination is performed by means of positioning means.

Method according to claim 1, characterized in that said position determination is performed by means of positioning means arranged on the machine. 10 15 20 25 30 5313 BFÅ 20

11. ll. A method according to claim 9 or 10, wherein said positioning instrument comprises at least one rotating light source, rotating light detector and / or at least one directional antenna.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the lateral inclination of the machine is determined by means of a first inclination sensor, and the longitudinal inclination of the machine is determined by means of a second inclination sensor.

A method according to any one of the preceding claims, characterized by said direction determinations consisting in determining for each direction a first angle relative to a first reference axis, and a second angle relative to a second reference axis.

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises the step of storing said determined position of the machine in a memory.

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises the step of transferring said determined machine position to a remote location.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that said distance and directions are determined for one marker at a time.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that said markers consist of one of the group: prism, other type of reflector, radio transmitter.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that said mining and / or construction machine consists of a rock drilling rig.

A device for determining the position of a mining and / or construction machine, wherein in an environment of said machine at least a first marker is arranged at a first position in a first coordinate system, and a second marker at a second position in said first coordinate system, distinct from said first position, characterized in that the device comprises means for: - from a third position, separated from said first and second position, and which is determined or determinable in relation to said machine, - determining a first direction to said first marker, - determining a second direction to said second marker, - identifying said markers by means of said first direction and said second direction, - determining the inclination of the machine laterally and / or longitudinally, and - determining a position for said machine in said first coordinate system by means of said determined directions to said identified markers and said determined slope.

Device according to claim 19, characterized in that it also comprises means for determining a first distance to said first marker and a second distance to said second marker, said markers being arranged to be identified by means of said respective directions and distances, and the position of said machine is determined by means of said determined directions and distances and said determined inclination.

Device according to claim 19, characterized in that said third position is arranged to constitute a position known in relation to the machine.

Device according to claim 21, characterized in that said third position is arranged on the machine.

Device according to claim 19, characterized in that it further comprises means for determining the position of said third 10A? 8? = 1 22 position in said first coordinate system by means of said determined directions.

Device according to claim 19, characterized in that the device further comprises means for: - at said third position, - determining a third direction to a third marker, - determining a fourth direction to a fourth marker, - identifying said markers by means of said third direction and said fourth direction and said determined slope, said third marker and said fourth marker being arranged on said machine, and wherein the position of said machine is determined by means of said determined directions to said first, second, third and fourth markers, and said determined slope.

Device according to claim 24, characterized in that it further comprises means for determining a third distance to said third marker and a fourth distance to said fourth marker, said markers being identified by means of said respective directions and distances.

Device according to any one of claims 19 ~ 25, characterized by means for detecting energy emitted and / or reflected from said markers in said position determination of said markers.

Device according to any one of claims 19-26, characterized in that said position determination is performed by means of positioning means.

Device according to claim 19, characterized in that said position determination is performed by means of positioning means arranged on the machine.

Device according to claim 27 or 28, wherein said positioning instrument comprises at least one rotating light source, rotating light detector and / or at least one directional antenna.

Device according to any one of claims 19-29, characterized by the lateral inclination of the machine is arranged to be determined by means of a first inclination sensor, and the longitudinal inclination of the machine is determined by means of a second inclination sensor.

Device according to any one of claims 19-30, characterized by said direction determinations are arranged to consist of determining for each direction a first angle relative to a first reference axis, and a second angle relative to a second reference axis.

Device according to any one of claims 19-31, characterized in that it further comprises means for storing said determined position of the machine in a memory.

Device according to any one of claims 19-32, characterized in that it further comprises means for transmitting said determined machine position to a remote location.

Device according to any one of claims 19-33, characterized in that said distances and directions are arranged to be determined for one marker at a time.

Device according to any one of claims 19-34, characterized in that said markers consist of one of the group: prism, other type of reflector, radio transmitter.

Device according to any one of claims 19-35, characterized in that said mining and / or construction machine consists of a rock drilling rig.

Drilling rig, characterized in that it comprises a device according to any one of claims 19-36.