[發明專利]基于IMUGPS融合定位及氣壓計修正吊裝定位控制系統及其方法在審

申請號：	202210086881.8	申請日：	2022-01-25
公開（公告）號：	CN116540786A	公開（公告）日：	2023-08-04
發明（設計）人：	朱甲學;常飛;甘中華;李欣宇;謝亮;吳楠;李后宏;韓大偉;王建棠	申請（專利權）人：	中電建建筑集團有限公司
主分類號：	G05D3/12	分類號：	G05D3/12;G01C21/16;G01C23/00;G01S19/14;G01S19/47
代理公司：	北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465	代理人：	符繼超
地址：	100120 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于 imugps 融合定位氣壓計修正吊裝控制系統及其方法
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【說明書】：

本發明公開了基于IMUGPS融合定位及氣壓計修正吊裝定位控制系統及其方法，針對目前存在的預制構件吊裝盲吊問題，通過IMU/GPS融合，對比于單一的GPS定位精度更高，且更加適用于建筑施工的情況，可以更好地減少GPS由于現場環境因素帶來的誤差影響。同時針對GPS定位方法所得到的高度數據不精確，未對豎向方向(即Z軸)進行融合修正，不能適用于施工吊裝的問題，加入了氣壓計給出高度數據進行對IMUGPS豎向位置進行算法改進，從而使豎向位置定位數據更加準確，更能滿足施工吊裝精確定位的需求；另外，本發明還進一步針對IMU定位漂移誤差會隨著時間累積導致定位不準確的缺點，通過零速度修正方法對IMU的累積漂移誤差進行濾除，進一步提高了該定位系統及其方法的準確性。

技術領域

本發明涉及建筑施工技術領域，更具體的說是涉及基于IMU＆GPS融合定位及氣壓計修正吊裝定位控制系統及其方法。

背景技術

目前預制構件施工吊裝作業中普遍存在盲吊問題，盲吊會增加預制構件掉抓鬼的難度以及增大了構件吊裝的風險，易導致預制構件的損壞甚至對施工人員的傷害。傳統針對盲吊問題，施工現場主要采用對講器溝通的方式指揮塔吊操作人員進行構件，該方法不能通過交流較為迅速的快速調整預制構件的位置，存在不可見性及滯后性等問題。目前針對吊裝存在許多研究。針對盲吊問題提出了利用激光定位系統進行被吊裝物體的定位，以此來提高塔吊操作人員的吊裝可見性，但由于激光系統價格昂貴，目前普遍不為施工吊裝現場所采用。

由于IMU主動式定位存在長距離位置偏移的問題，現有針對主動式定位的研究，主要通過IMU與其他定位方式融合的方法來提高定位的精度。Ling?Chen?通過將IMU與GPS進行算法融合進行行人的定位追蹤，然而該方法由于GPS高度數據不精確，未對豎向方向(即Z軸)進行融合修正，不能適用于施工吊裝的問題。

因此，如何提出基于IMU＆GPS融合定位及氣壓計修正吊裝定位控制系統及其方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了基于IMU＆GPS融合定位及氣壓計修正吊裝定位控制系統及其方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

基于IMU＆GPS融合定位及氣壓計修正吊裝定位控制系統，包括集成定位模塊，所述集成定位模塊安裝于吊裝物體上，通過所述集成定位模塊對所述吊裝物體進行定位，并發送定位信息；

所述集成定位模塊包括LoRa無線傳輸單元、IMU慣性傳感器單元、GPS?定位單元、氣壓計和微處理器；

所述LoRa無線傳輸單元與所述IMU慣性傳感器單元、所述GPS定位單元、所述氣壓計和所述微處理器相連，用于實現數據的傳輸；

所述IMU慣性傳感器單元用于實時采集所述吊裝物體的狀態信息；

所述GPS定位單元用于實時采集所述吊裝物體水平方向上的位置信息；

所述氣壓計用于實時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、所述氣壓計均相連，用于接收所述IMU慣性傳感器單元的實時測量數據，通過四元數表示所述吊裝物體的位置信息，并對位置信息進行誤差修正，對四元數的表示進行迭代更新。