[发明专利]一种挖掘机数字化辅助施工系统及其辅助施工方法

摘要

本发明公开了一种挖掘机数字化辅助施工系统及其辅助施工方法，系统包括GNSS天线与接收机、IMU设备、单轴倾角传感器、双轴姿态传感器和智能控制终端。本发明采用GNSS/INS组合导航技术，通过机身尺寸与GNSS天线的相对位置关系推算出挖掘机铲齿在WGS84坐标系下的坐标。根据挖掘机铲齿的坐标建模，然后在智能控制终端实时显示挖掘机铲齿模型在工程目标区域地图中的位置，辅助操作者完成施工。本发明的挖掘机辅助施工系统具有实时性、精度高、操作方便等特点，降低了施工中对操作者技术的要求，提高了作业精度和效率，使得工程管理变得更加灵活。

主权项

一种挖掘机数字化辅助施工系统，其特征在于，包括：固定设置在挖掘机机身(1)上的GNSS主站天线(5)、GNSS从站天线(6)以及接收机(11)；所述接收机(11)用于根据所述GNSS主站天线(5)和GNSS从站天线(6)接收到的信号解算所述GNSS主站天线(5)在WGS84坐标系下的坐标以及GNSS主从站天线方位角；固定在铲斗(2)和斗杆(3)连接处，用于测量铲斗摇杆与水平面夹角的铲斗角度传感器(7)；固定在斗杆(3)上，用于测量斗杆(3)与水平面夹角的斗杆角度传感器(8)；固定在动臂(4)上，用于测量动臂(4)与水平面夹角的动臂角度传感器(9)；固定在挖掘机机身(1)上，用于测量挖掘机机身(1)横滚角和俯仰角的双轴姿态传感器(10)；智能控制终端(12)，所述智能控制终端(12)包括存储器、处理器、显示器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤：步骤a：根据所述GNSS主站天线(5)在WGS84坐标系下的坐标、所述GNSS主从站天线方位角、所述铲斗角度传感器(7)的输出值、所述斗杆角度传感器(8)的输出值、动臂角度传感器(9)的输出值、双轴姿态传感器(10)的输出值、以及挖掘机身尺寸参数计算得到挖掘机铲齿的二维/三维坐标；步骤b：根据获取的工程目标区域，控制所述显示器显示所述工程目标区域地图；步骤c：根据所述挖掘机铲齿的二维/三维坐标建模，然后在所述显示器上实时显示挖掘机铲齿模型在所述工程目标区域地图中的位置。