[發明專利]一種基于差分GPS技術的工業料場實時定位監控系統及方法

無效

• 申請號: 201010554828.3
• 申請日: 2010-11-22
• 公開（公告）號: CN102033533A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 胡凱林;李平
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G01S19/42
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

1.一種基于差分GPS技術的工業料場實時定位監控系統，其特征在于，包括一個監控中心（1），一個基站終端（2），和多個堆取料機移動站終端（3）；

所述監控中心（1）包括：

堆取料機定位及運行狀態數據庫（11），存儲有每一臺堆取料機的定位數據以及運行狀態數據，?

料場原料信息數據庫（12），存儲有當前料場的原料種類數據以及原料堆積的每一個料堆在料場上的地理分布位置數據；

堆取料規則數據庫（13），存儲有當前生產周期內堆料及取料操作規則；

數據通訊模塊（14），用于接收來自基站終端的堆取料機實時定位數據以及來自外部數據源的堆取料機運行狀態數據，并更新堆取料機定位及運行狀態數據庫；

實時監控顯示模塊（15），用于根據料堆的地理分布位置數據及原料種類數據圖形化顯示當前料場各料堆地理分布位置和原料種類，以及根據堆取料機的定位數據和工作狀態數據計算、顯示當前時刻堆取料機的運行狀態；?

原料信息及料堆分布圖維護模塊（16），用于創建、編輯、刪除原料種類數據和料堆在料場上的地理分布位置數據，以及輸入、編輯料場上的料堆地理分布位置數據和堆料及取料操作規則，并存入料場原料信息數據庫（12）和堆取料規則數據庫（13）；

分析報警模塊（17），用于將當前堆取料機運行狀態，與堆取料規則數據庫（13）中的堆料以及取料操作規則進行比對，發現當前堆取料機操作錯誤時，發出報警；

所述基站終端（2）包括：

基站GPS接收器（21）以及配套天線（22），用于獲取自身所在位置的經緯度和海拔高度數據，并與堆取料機移動站終端配合進行差分運算，得出移動站GPS天線的定位數據，并傳輸給監控中心的數據通訊模塊；

基站電臺（23）及配套天線（24）：用于和堆取料機移動站終端進行數據通訊；

所述堆取料機移動站終端（3）包括：

移動站GPS接收器（31）及配套天線（32）：用于獲取自身所在位置的經緯度和海拔高度數據；

移動站電臺（33）及配套天線（34）：用于和基站終端進行數據通訊。

2.根據權利要求1所述的一種基于差分GPS技術的工業料場實時定位監控系統，其特征在于，監控中心（1）的實時監控顯示模塊（15）用三維圖形的方式顯示當前料場各料堆地理分布位置和原料種類，以及顯示當前堆取料機的運行狀態。

3.根據權利要求1所述的一種基于差分GPS技術的工業料場實時定位監控系統，其特征在于，堆取料機移動站（3）中的移動站GPS天線（32）安裝于堆取料機懸臂上靠近斗輪的位置。

4.利用權利要求1所述的實時定位監控系統進行工業料場實時定位監控的方法，其特征在于，它依次包含以下步驟：

（1）、選擇料場中的一個點作為料場本地相對三維坐標原點，將堆取料機移動站終端GPS天線置于該點，使用移動站GPS接收器和天線，標定料場本地相對三維坐標原點的經緯度和海拔高度；

（2）、使用監控中心的原料信息及料堆分布圖維護模塊，通過圖形化編輯或從外部數據源導入的形式，將料場原料種類數據，及料堆地理分布位置數據導入料場原料信息數據庫，其中，料堆地理分布位置數據的坐標原點為步驟（1）中的料場本地相對三維坐標原點；?

（3）、將當前生產周期的堆料及取料操作導入堆取料規則數據庫，所述當前生產周期的堆料及取料操作規則包括當前生產周期規定堆、取的原料種類數據和其所在料堆的地理分布位置數據；?

（4）、移動站終端與基站終端接受GPS衛星定位信號，同時移動站終端與基站終端相互通信，以差分計算方式計算出移動站終端GPS天線所在位置的精確經緯度和海拔高度數據，并上傳至監控中心；?

（5）、從外部數據源實時傳入堆取料機工作狀態數據并存入堆取料機定位及運行狀態數據庫；?

（6）、監控中心接收移動站GPS天線所在位置的經緯度和海拔高度數據，并根據步驟（1）所述的本地相對三維坐標原點，計算出堆取料機的位置以及姿態信息并存入堆取料機定位及運行狀態數據庫；?

（7）、將步驟（6）計算的結果，由監控中心實時監控顯示模塊以三維圖形的形式動態顯示；分析報警模塊讀取當前堆取料機的運行狀態數據，與堆取料規則數據庫中的當前生產周期堆料及取料操作規則進行比對，如果不符，則自動報警。

5.根據權利要求4中所述的實時定位監控系統進行工業料場實時定位監控的方法，其特征在于，當移動站終端GPS天線安裝于堆取料機斗輪附近時，在步驟（6）中，根據堆取料機斗輪所在位置的本地相對三維坐標，計算堆取料機懸臂旋轉原點的位置，以及堆取料機懸臂的旋轉角和俯仰角。