[發(fā)明專利]一種場地高程測量中的全站儀跟蹤自動引導(dǎo)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010660322.4
• 申請日: 2020-07-10
• 公開（公告）號: CN111721262A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張程遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01C15/00;G01C21/34
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

本發(fā)明公開了一種場地高程測量中的全站儀跟蹤自動引導(dǎo)方法。采用全站儀跟蹤與航向角計算綜合分析方法實現(xiàn)測量車輛的自動定位與行駛引導(dǎo)。避免采用GPS定位，減少天氣與建筑物遮擋衛(wèi)星的影響，降低了使用成本，可實現(xiàn)連續(xù)自動化的移動式測量，為工程巡測機器人應(yīng)用提供了技術(shù)方法基礎(chǔ)。由于該方法采用了分段式的全站儀定位和場地測量，高程測量精度可以達(dá)到1mm，實現(xiàn)了高精度的工程質(zhì)量評估。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程測量領(lǐng)域，更具體涉及一種場地高程測量中的全站儀跟蹤自動引導(dǎo)方法，適用于各類地表工程場地的高程觀測與質(zhì)量檢測。

背景技術(shù)

交通基礎(chǔ)建設(shè)中需要對施工后的工程場地，比如鐵路道床、公路路基、機場地基等的高程進(jìn)行精確的測量復(fù)核，以評估工程建設(shè)的質(zhì)量，并為下一步的施工提供準(zhǔn)確的修正數(shù)據(jù)。標(biāo)高的測量一般采用固定抽檢的方式，在路面上每隔一定距離設(shè)定一個檢測斷面，每個斷面上有多個固定的測量點。目前普遍應(yīng)用的水準(zhǔn)儀觀測方式，每一步驟都需要人工完成，效率低，大大影響檢測進(jìn)度，甚至?xí)捎诠ぷ髁看蠖鴮?dǎo)致偷工減料，嚴(yán)重降低評估工作的可信度。

由于GPS的高程測量精度較低，而且即使是水平精度要達(dá)到厘米級別，也需要較長時間的靜態(tài)觀測才能完成，因此該技術(shù)在對需要動態(tài)高效率的場地高程測量方面并不適用。為此，需要一種基于全站儀的局部高精度光學(xué)測量手段，對工程場地抽樣點的實際工程進(jìn)行自動化的快速觀測。

將全站儀搭載在測量車輛上是一種現(xiàn)實可行的方案。在車輛的行駛方面，目前已經(jīng)存在較為成熟的自動駕駛技術(shù)，控制測量車輛的平面行駛。但是要達(dá)到自動化且高精度的場地高程測量，還需要新的技術(shù)方法才能實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，提供一種場地高程測量中的全站儀跟蹤自動引導(dǎo)方法，有助于工程場地的自動化/智能化測量，提高實際工程中高程測量評估工作的效率。

本發(fā)明之目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種場地高程測量中的全站儀跟蹤自動引導(dǎo)方法，包括以下步驟：

步驟1、建立道路場地坐標(biāo)系；

步驟2、沿行進(jìn)道路依次放置各個控制點；

步驟3、沿行進(jìn)路線依次規(guī)劃設(shè)置各個全站儀測站位置；

步驟4、自動行駛車輛行駛到第一個全站儀測站位置，記第一個全站儀測站位置為預(yù)備測站位置TS₀，手動操作自動行駛車輛上的全站儀對準(zhǔn)附近的三個控制點，采用后方交會方法進(jìn)行全站儀的自身定位定向，讀取航向角作為初始航向角θ₀；

步驟5、選擇距離全站儀最近的一個控制點，作為當(dāng)前跟蹤的控制點CP_n，n為控制點的序號，記當(dāng)前自動行駛車輛所在的全站儀測站位置為當(dāng)前全站儀測站位置TS_m，m為全站儀測站位置的序號，啟動全站儀的跟蹤觀測功能，對當(dāng)前跟蹤的控制點CP_n進(jìn)行自動跟蹤觀測，計算當(dāng)前全站儀測量坐標(biāo)(x_q,y_q,z_q)，自動行駛車輛根據(jù)當(dāng)前全站儀測量坐標(biāo)(x_q,y_q,z_q)，向下一個全站儀測站位置TS_m+1行駛直至到達(dá)下一個全站儀測站位置附近并停車，讀取航向角記為θ₃，記當(dāng)前全站儀測量坐標(biāo)(x_q,y_q,z_q)為(x_sp(m+1)，y_sp(m+1)，z_sp(m+1))；

步驟6、驅(qū)動全站儀旋轉(zhuǎn)角度(θ₃-θ₀)，回到步驟4所確定的水平零位，進(jìn)行置零操作；