根据用户需要,本方案给出位置(x,y,z)方位姿态(α,β)及定位状态(_type)6个参数,实时传送到控制系统的主机中。针对位置精度,通过实时载波相位差分(RTK)技术保持厘米级精度;针对方位姿态,通过加长基线长度,配置高精度测向板卡和测量天线,从而保证单台堆取料机在作业过程中的安全和可靠性。且因为堆场面积较大,如果现场工人取错料,中控室的人无法实时掌握,造成劣质产品的产生。
同时通过GNSS的位置信息和空间几何算法,得出相邻两台堆取料机之间的距离,从而可以判断出堆取料机发生碰撞的可能性,使得作业人员进行相应处理。本系统可以实时计算出堆取料机悬臂的相对位置和距离,实现多台堆取料机在同一个场垛中安全作业。
GNSS测向原理
利用两个的同步观测数据,利用载波相位观测值求取两站之间的基线向量,具体将观测方程在站间和星间做差值,消除了钟差、削弱电离层、对流层及星历误差等相关性较高的物理量,构建浮点解,搜索范围求出固定解,其中的关键是整周模糊度的求解和周跳的检测修复,系差分技术的一种特殊应用。现有的防碰撞方法是根据两台堆取料机是否处于同一个场垛进行判断,如果两台堆取料机不在同一个场垛就可以正常作业。
差分技术的应用
单台GNSS接收机进行定位因为受到很多干扰因素的影响,精度很低,一般只有三四米左右。所以为了提高定位精度,我们引进了差分技术。堆取料机定位方式目前使用较为成熟的有GNSS位置检测系统、刻度标尺系统、APON无线定位技术。差分GNSS产品一般由基准站、移动站和数据链三部分构成,在测量时两台或多台GNSS接收机同步观测GNSS。由基准站发射的改正信息,移动站在收到GNSS信号的同时接收到基准站的定位结果。
系统构成
接收机及技术指标
COMPASS-228接收机采用基于OEM6全新硬件平台研制开发的兼容BDS多频测向板卡OEM-617D,能够接收北斗二代、GPS、GLONASS等众多系统信号。机身扩展串口,同时支持宽压输入和多种I/O接口(例如以太网和CAN总线),这些优点让这款接收机在快速简单集成的应用中倍受青睐。这项技术在我国宝钢、武钢、本钢、首钢等公司已有多套系统投入运行。通过网口可以直接将数据通过网络上传至服务器。具有以下特点:
(一) 多频多星的高精度主板:具有120通道,接收COMPASS(北斗二代)B1、B2信号, GPS L1、L2、L2C和GLonASS L1 、L2 、Galileo E1、E5;
空间防碰撞控制系统
根据上述过程得出距离后,可以将距离与预定距离和第二预定距离进行比较;?严格控制堆料形状和取料规律,可以大大提高料场的存储容量,提高料场的利用率?变起点定终点工艺可将料堆截面堆成长方形,减少端部料的产生和浪费,也同时减少铲车进场的作业量。当距离小于预定距离,判断碰撞可能性为较高;当距离小于预定距离而大于第二预定距离时,判断碰撞可能性为中等;当距离大于第二预定距离时,判断碰撞可能性为较低。当判断可能性为较高时,进行碰撞报警,使得工作人员得知堆取料机之间即将发生碰撞,可以进行停机等处理;当判断可能性为中等时,进行减速报警,使得工作人员得知堆取料机之间可能要发生碰撞,需要减慢堆取料机运行速度;当判断可能性为较低时,不进行报警,堆取料机可以安全地进行作业。