[發(fā)明專利]基于IMUGPS融合定位及氣壓計(jì)修正吊裝定位控制系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210086881.8
• 申請(qǐng)日: 2022-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN116540786A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱甲學(xué);常飛;甘中華;李欣宇;謝亮;吳楠;李后宏;韓大偉;王建棠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中電建建筑集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G05D3/12
• 分類號(hào): G05D3/12;G01C21/16;G01C23/00;G01S19/14;G01S19/47
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

1.基于IMUGPS融合定位及氣壓計(jì)修正吊裝定位控制系統(tǒng)，其特征在于，包括集成定位模塊，所述集成定位模塊安裝于吊裝物體上，通過(guò)所述集成定位模塊對(duì)所述吊裝物體進(jìn)行定位，并發(fā)送定位信息；

所述集成定位模塊包括LoRa無(wú)線傳輸單元、IMU慣性傳感器單元、GPS定位單元、氣壓計(jì)和微處理器；

所述LoRa無(wú)線傳輸單元與所述IMU慣性傳感器單元、所述GPS定位單元、所述氣壓計(jì)和所述微處理器相連，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；

所述IMU慣性傳感器單元用于實(shí)時(shí)采集所述吊裝物體的狀態(tài)信息；

所述GPS定位單元用于實(shí)時(shí)采集所述吊裝物體水平方向上的位置信息；

所述氣壓計(jì)用于實(shí)時(shí)采集所述吊裝物體豎直方向上的高度信息；

所述微處理器與所述IMU慣性傳感器單元、所述GPS定位單元、所述氣壓計(jì)均相連，用于接收所述IMU慣性傳感器單元的實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)四元數(shù)表示所述吊裝物體的位置信息，并對(duì)位置信息進(jìn)行誤差修正，對(duì)四元數(shù)的表示進(jìn)行迭代更新。

2.基于IMUGPS融合定位及氣壓計(jì)修正吊裝定位控制方法，基于權(quán)利要求1所述的基于IMUGPS融合定位及氣壓計(jì)修正吊裝定位控制系統(tǒng)，以空間坐標(biāo)系為絕對(duì)坐標(biāo)系W，以IMU內(nèi)置坐標(biāo)系為相對(duì)坐標(biāo)系R，其特征在于，包括以下步驟：

S1.布置LoRa無(wú)線傳輸單元，將集成定位模塊安裝于吊裝物體上，所述IMU慣性傳感器單元實(shí)時(shí)采集相對(duì)坐標(biāo)系數(shù)據(jù)，并將所述相對(duì)坐標(biāo)系數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為絕對(duì)坐標(biāo)系數(shù)據(jù)，從而獲取吊裝物體k時(shí)刻的狀態(tài)矩陣X_k＝(P_k，V_k，O_k)^T；

其中P_k為k時(shí)刻的位移向量，V_k為k時(shí)刻的速度向量，O_k為k時(shí)刻的歐拉角；

S2.采用零速度檢驗(yàn)修正方法對(duì)k時(shí)刻的所述狀態(tài)矩陣進(jìn)行位置誤差校正，獲取誤差修正后的狀態(tài)矩陣

其中，為誤差修正后k時(shí)刻的位移向量，為誤差修正后k時(shí)刻的速度向量，為誤差修正后k時(shí)刻的歐拉角；

S3.判斷所述GPS定位單元和所述氣壓計(jì)是否均可用，若均可用，則將所述GPS定位單元和所述氣壓計(jì)所獲取到的數(shù)據(jù)與修正后的所述IMU慣性傳感器單元數(shù)據(jù)進(jìn)行卡爾曼濾波，從而實(shí)時(shí)更新迭代四元數(shù)的表示方法，若其中之一不可用則直接將所述IMU慣性傳感器單元所獲取到的修正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行四元數(shù)的更新迭代。