[發明專利]激光三點動態定位方法及系統

無效

• 申請號: 200910308901.6
• 申請日: 2009-10-27
• 公開（公告）號: CN101672913A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 蔣蘋;羅亞輝;王奕;胡文武;艾衛中;謝昌盛;謝艷群
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16;G01C21/12
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏 勇

技術領域

本發明屬于自動定位技術領域，涉及激光三點動態定位方法及系統。

背景技術

自動定位技術是電子信息技術、計算機技術、控制技術等多種學科的綜合，在現代工農 業生產中的應用越來越廣，如精細農業中的耕、種、播、收、藥物噴灑、除草、信息采集、 變量產量圖生成及變量投入作業，工農建筑行業中的土地平整，車輛自動行走等方面，都需 應用自動定位技術。

目前應用較為廣泛的定位系統有全球定位系統、無線電定位、視覺定位、慣性傳感器定 位等。一般來說，高精度GPS定位系統復雜，造價昂貴，而價格較低的GPS系統，定位精度不 夠，無法對運動物體進行精確定位；無線電定位由于其工作均與無線電波的傳播有關，因而 在一定程度上受氣候、地形、位置及電磁干擾的影響；視覺定位具有信息探測范圍寬，目標 信息完整等優點，但遠距離定位精度差，受惡劣環境的影響較大；慣性傳感器是一種自主式 定位方法，完全依靠設備自主地完成定位任務，工作不受天氣條件的限制，在短時間內定位 精度高，長時間工作時存在累積誤差，定位精度、可靠性都會下降。

發明內容

本發明的所要解決的技術問題是提供一種激光三點動態定位方法及系統，本技術可用于 對無標識環境下野外作業的運動物體進行動態定位，定位精度高、操作原理簡單。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：

一種激光三點動態定位方法，其特征在于，在固定位置設置2個基站：第一基站和第二 基站，在運動目標上設置主站；所述的基站發射激光到主站；所述的基站與主站無線通信連 接；定義基線為第一基站和第二基站的連線；第一基站采集主站相對于第一基站與基線之間 的夾角α；第二基站采集主站相對于第二基站與基線之間的夾角β；第一基站和第二基站分 別將夾角α和夾角β通過第一基站和第二基站上的無線數據傳輸模塊發送給主站；主站根據 夾角α、夾角β與基線長度L確定主站的位置。

夾角計算方法為：

當主站的激光接收器接收到基站的激光信號，主站通過無線數據傳輸模塊向基站發送信 息，要求基站將當前的夾角通過無線數據傳輸模塊傳送到主站。夾角采集的方法為：基站 CPU單元通過水平回轉電機控制器控制水平回轉電機工作，同時記錄水平回轉步進電機步數 ，根據公式：夾角＝(360°/n)*步數，將步數轉換為回轉角度，即基站與基線的夾角(其中 ，初始步數為0，步進電機細分數為n)。另外，也可以采用編碼盤傳感器采集夾角，編碼盤 隨水平回轉平臺轉動，檢測傳感器采集編碼盤轉動信息以脈沖的形式送入CPU，由CPU記錄脈 沖數，若編碼盤解析分度為n，則根據公式：夾角＝(360°/n)*脈沖數。

主站位置的計算公式為：

x=Ltgαtgα+tgβ;]]>y=Ltgα·tgβtgα+tgβ;]]>(0，0)為第一基站的位置坐標，(L，0)為第二 基站的位置坐標，(x，y)為主站即運動目標的當前位置的坐標。

主站分別采用加速度傳感器和陀螺儀實時檢測運動目標的加速度和運動方向，并將加速 度和運動方向參數發送給基站，便于基站的激光發射器實時追蹤主站的激光接收器。

一種激光三點動態定位系統，其特征在于，包括2個位置固定的基站和一個設置在運動 目標上的主站；所述的基站上設置有激光發射器；所述的主站上設置有激光接收器；