買專利賣專利找龍圖騰，真高效！ 查專利查商標用IPTOP,全免費！專利年費監控用IP管家,真方便！

龍圖騰網獲悉華中科技大學申請的專利一種掘進機位姿測量方法、系統、介質、設備及終端獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114777749B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-03-21發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202210446784.5，技術領域涉及：G01C15/00；該發明授權一種掘進機位姿測量方法、系統、介質、設備及終端是由朱國力;賀泊寧;張代林設計研發完成，并于2022-04-26向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種掘進機位姿測量方法、系統、介質、設備及終端在說明書摘要公布了：本發明屬于掘進機施工技術領域，公開了一種掘進機位姿測量方法、系統、介質、設備及終端，在測量完棱鏡1至棱鏡n?1后，測量棱鏡n時預測棱鏡1至棱鏡n?1在測量棱鏡n時的坐標；讀取該時刻角度傳感器輸出的3個姿態角，將預測的棱鏡1至棱鏡n?1的坐標和測量的棱鏡n的坐標聯立方程組，進行掘進機位姿的求解。本發明為解決掘進機施工中多棱鏡姿態測量精度低的難題，提出基于多棱鏡軌跡預測的掘進機位姿測量方法。相較于未預測的模型，本發明的基于多棱鏡軌跡預測的掘進機位姿測量方法能夠顯著提高測量精度和測量頻率。本發明解決了因棱鏡測量不同步產生的位置誤差，提高了位姿測量的精度。

本發明授權一種掘進機位姿測量方法、系統、介質、設備及終端在權利要求書中公布了：1.一種掘進機位姿測量方法，其特征在于，所述掘進機位姿測量方法包括：在測量完棱鏡1至棱鏡n-1后，測量棱鏡n時預測棱鏡1至棱鏡n-1在測量棱鏡n時的坐標；讀取該時刻角度傳感器輸出的2個姿態角，將預測的棱鏡1至棱鏡n-1的坐標和測量的棱鏡n的坐標聯立方程組，進行掘進機位姿的求解；所述掘進機位姿測量方法包括以下步驟：步驟一，利用全站儀依次測量掘進機上多個棱鏡的坐標，利用安裝在掘進機上的角度傳感器測量多個姿態角；步驟二，利用分段卡爾曼濾波算法預測多個棱鏡在同一時刻下的坐標；步驟三，采用坐標轉換模型建立測量方程組，利用最小二乘法對位姿進行求解；所述掘進機位姿測量方法還包括：在掘進機上安裝n個棱鏡和m個姿態角的角度傳感器；全站儀依次測量1～n個棱鏡的坐標，完成第n個棱鏡測量后，預測1～n-1號棱鏡在測量n號棱鏡時刻的坐標，將坐標統一到同一時刻的同一坐標系下；預測算法采用分段卡爾曼濾波算法進行預測，預測算法為依次匹配掘進機所處的設計線路的線性，建立狀態方程，并與觀測值融合，進行卡爾曼濾波預測；多個棱鏡使用2個及2個以上的棱鏡；所述角度傳感器采用傾角傳感器或陀螺儀傳感器，所述姿態角使用2個姿態角；狀態方程根據掘進機當前所處的設計線路段的線型進行確定，分別按照直線段、緩和曲線段和圓曲線段進行確定；所述掘進機位姿測量方法還包括：1構建狀態方程1直線狀態方程Xk+1＝ΦXk+ΓWk；X＝[NEHdlva]T； 2緩和曲線狀態方程 其中，X＝[NEHldlvaθdθβ]T； M11＝cosθk·cosβk·cosα-sinθk·cosβk·sinα；M12＝-dlk·sinθk·cosβk·cosα-dlk·cosθk·cosβk·sinα；Μ13＝-dlk·cosθk·sinβk·cosα+dlk·cosθk·sinβk·sinα；M21＝cosθk·cosβk·sinα+sinθk·cosβk·cosα；M22＝-dlk·sinθk·cosβk·cosα+dlk·cosθk·cosβk·cosα；M23＝-dlk·cosθk·sinβk·cosα-dlk·sinθk·sinβk·cosα； 3圓曲線狀態方程圓曲線與緩和曲線結構類似，只有角度增量計算有區別因此對于公式有：M31＝0； 其中，N為北坐標，E為東坐標，H為高程，dL為油缸增量，α為設計線路的方位角，T為測量周期，β為俯仰角，L為前進距離；速度v和加速度a通過測量得到；2構建觀測方程掘進機前進距離通過油缸行程傳感器測量得到，棱鏡坐標通過全站儀測量得到，采用油缸行程傳感器的行程和全站儀測量得到的棱鏡的坐標作為觀測量；采用全站儀測量的棱鏡坐標和油缸行程傳感器測量的油缸行程作為觀測值，列出觀測方程：Z＝[NEHL]T； 3預測更新1直線段采用kalman濾波直接進行預測： Pk+1|k＝φk+1|kPkφTk+1|k+Qk+1；Kk+1＝Pk+1|kHTk+1[Hk+1Pk+1|kHTk+1+Rk+1]-1； Pk+1＝[I-Kk+1Hk+1]Pk+1|k；2對于緩和曲線和圓曲線段因為存在非線性函數，對線性化后的模型采用擴展kalman進行預測，則： Pk+1|k＝Φk+1|kPkΦTk+1|k+Qk+1；Kk+1＝Pk+1|kHTk+1[Hk+1Pk+1|kHTk+1+Rk+1]-1； Pk+1＝[I-Kk+1Hk+1]Pk+1|k。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人華中科技大學，其通訊地址為：430074 湖北省武漢市洪山區珞喻路1037號；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。