[发明专利]一种掘进机三维空间定位箱、系统以及定位方法

摘要

本公开提供了一种掘进机三维空间定位箱、系统以及定位方法，采用带自动跟踪测量功能的全站仪实时追踪测量掘进机的三维空间坐标，实现在可视范围内设定距离毫米级的定位精度，并解决了定位箱快速移动的难题，为下一步掘进机的智能控制奠定了基础；本公开能够实时追踪并测量掘进机的三维空间坐标，实现在可视范围内设定距离，有利于掘进机的安全行进和精确工作。

主权项

1.一种掘进机三维空间定位系统，其特征是：包括定位箱、控制器、站点处的全站仪、掘进机本体和棱镜，所述定位箱包括箱体，所述箱体内设置有一水平底板，所述水平底板上设置有至少一台带自动跟踪测量功能的全站仪、一台寻北仪和一台双轴倾角传感器，寻北仪用于测量全站仪的方位角，双轴倾角传感器用于测量全站仪的位姿，前后方向为俯仰角，左右方向为翻滚角，所述全站仪的零位与寻北仪的正方向、双轴倾角传感器的前后方向相同，所述定位箱的一侧固定有一个棱镜；所述掘进机本体的后端两侧分别设置有一个可拆卸的棱镜，两个棱镜间隔大于设定值，所述全站仪设置于站点处，所述控制器被配置为控制定位箱内设备的工作并接收采集数据，通过所述全站仪设站，确定定位箱的大地坐标系下坐标，控制打开定位箱内的全站仪建立坐标系，利用定位箱内全站仪的自动跟踪测量功能，实时测量掘进机本体的后端其中一个棱镜在坐标系下的坐标，根据定位箱内寻北仪测得的方位角和双轴倾角传感器测得的俯仰角和翻滚角，利用坐标变换法算出棱镜在大地坐标系下的坐标，实现掘进机的实时定位。