一种港口吊装设备在数字孪生场景下的定位方法技术

本发明专利技术涉及数字孪生场景的定位算法领域，具体涉及一种港口吊装设备在数字孪生场景下的定位方法，包括：

【技术实现步骤摘要】
一种港口吊装设备在数字孪生场景下的定位方法


[0001]本专利技术涉及数字孪生场景的定位算法领域，具体涉及一种港口吊装设备在数字孪生场景下的定位方法
。

技术介绍

[0002]港口轮胎吊起重机在数字孪生场景下的定位算法是一种用于确定轮胎吊起重机在虚拟数字孪生环境中精确位置的算法，该算法利用传感器数据
、
地理信息和可能的机器学习技术，将实际设备的运动和姿态等信息映射到数字孪生系统中，以在虚拟环境中准确模拟和跟踪轮胎吊起重机的位置和状态
。
[0003]然而，当前存在技术挑战，即如何仅通过
GPS
数据而无需进行现场施工或设备更换，来准确显示轮胎吊起重机的真实位置，
GPS
只能得知吊装设备的大致位置，无法精确显示在数字孪生场景中，由于轨道吊起重机和轮胎吊起重机在堆场上的操作方式和所使用的定位设备不同，因此无法直接复用已有的
GPS
解决方案
。
[0004]因此，如何在只有一个不准确的
GPS
设备情况下，通过算法计算出准确的位置坐标，并准确显示于数字孪生场景中，确保港口堆场正常运行，无需施工或更换设备，以实现数字孪生场景中轮胎吊起重机位置的精确显示，不仅可以再较小改动的情况下实现数字孪生场景的应用，还具有良好的经济效益
、
社会效益及工程应用潜力，这正是本专利技术得以完成的动力所在和基础
。

技术实现思路

[0005]具体而言，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种港口吊装设备在数字孪生场景下的定位方法，通过
GPS
即可实现数字孪生场景的实时定位，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种港口吊装设备在数字孪生场景下的定位方法，包括： S1
：根据堆场区四角经纬度构建堆场广场的虚拟模型； S2
：获取吊装设备上
GPS
所在位置的经纬度，判断吊装设备是否在堆场区域； S3
：通过比对吊装设备的实时经纬度与历史经纬度数据，矫正吊装设备所在点位； S4
：循环矫正步骤，直至矫正后点位与参考线的垂直距离小于
10
厘米，停止循环，并使数字孪生场景内吊装设备返回最终矫正后的经纬度
。
[0007]在本专利技术中，作为一种改进，所述步骤
S1
中，构建堆场广场的虚拟模型包括： A1
：根据堆场四角经纬度坐标构建堆场边线，并计算各边长度； A2
：选取长度较短的两相对边，获取其经纬度坐标； A3
：计算步骤
A2
中选取的两条边的中点经纬度坐标，两中点相连后的中线作为堆场区的矫正参考线
。
[0008]在本专利技术中，作为一种改进，所述步骤
S2
中，判断吊装设备是否在堆场区域采用如下方式：连续定位
N
次吊装设备所在坐标，如
N
次均不在堆场区域内，则判定吊装设备位于堆场外侧，孪生场景内显示为定位所在经纬度坐标；反之，如
N
次均在堆场区域，则判定吊装设备位于堆场区域内，并修正孪生场景内当前显示经纬度坐标为最后一次在堆场区域内的经纬度坐标
。
[0009]在本专利技术中，作为一种改进，所述步骤
S3
中，矫正吊装设备所在点位包括： T1
：构建计算模型，以获取计算用辅助点位及辅助线； T2
：通过海伦公式计算吊装设备当前位置与矫正参考线的垂直距离，并分解为经度方向距离和纬度方向距离； T3
：通过物理长度转经纬度算法将上述的经度方向距离长度和纬度方向距离长度转换为经纬度； T4
：根据计算出的经纬度，判断吊装设备与矫正参考线的位置关系，矫正吊装设备的原始经纬度，获得矫正后的新经纬度
。
[0010]在本专利技术中，作为一种改进，所述步骤
T4
中，判断吊装设备与矫正参考线的位置关系，矫正吊装设备的原始经纬度采用如下具体方式：判断吊装设备位于矫正参考线上方或下方；若吊装设备位于矫正参考线上方，则将原纬度减分解纬度，原经度加分解经度；若吊装设备位于矫正参考线下方，则将原纬度加分解纬度
、
原经度减分解经度
。
[0011]在本专利技术中，作为一种改进，矫正吊装设备的原始经纬度的具体计算方法如下：建立计算模型，所述模型中
b
点为吊装设备所在点，
a
点为矫正点，
d
点和
e
点为矫正参考线两端点，
c
点为计算辅助点；通过两点经纬度转物理长度算法计算线段
bd、
线段
de、
线段
be
的物理长度；利用海伦公式计算线段
ab
的物理长度； bc
平行于纬度线，
ac
垂直于
bc
交于
c
点，
∠cab=
α
，计算线段
ac
和
bc
的长度，其中线段
ac
的长度表示经度上需要位移的距离，线段
bc
的长度表示经度上需要位移的距离；通过物理长度转经纬度算法，将线段
ac
和线段
bc
的物理长度转换为经纬度长度并将其与吊装设备的原始经纬度进行加减，得到矫正后的新经纬度
。
[0012]在本专利技术中，作为一种改进，下一循环步骤中的原始经纬度为上一循环矫正中所得出的矫正后经纬度
。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是： （1）本专利技术所述的定位方法通过判断及矫正吊装设备的实时位置，及其与矫正参考线的位置关系，实现了对原始经纬度的相应矫正，确保吊装设备位置在数字孪生环境中准确显示
。
[0014]（2）本专利技术通过仅有一个
GPS
设备的情况下，实现了在数字孪生场景中精确显示吊装设备的位置，无需进行现场施工或更换设备，以确保港口堆场的正常运行
。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍
。
在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识
。
附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制
。
[0016]图1为本专利技术定位方法的流程示意图；图2为本专利技术定位矫正参考线的流程示意图；图3为本专利技术
S2
步骤的流程示意图；图4为本专利技术矫正经纬度线的流程示意图；图5为本专利技术矫正经纬度的计算示意图；图6为本专利技术矫正参考线示意图
。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种港口吊装设备在数字孪生场景下的定位方法，其特征在于，包括： S1
：根据堆场区四角经纬度构建堆场广场的虚拟模型； S2
：获取吊装设备上
GPS
所在位置的经纬度，判断吊装设备是否在堆场区域； S3
：在堆场区域内时，通过比对吊装设备的实时经纬度与最近历史经纬度数据，矫正吊装设备所在点位； S4
：循环矫正步骤，直至矫正后点位与参考线的垂直距离小于
10
厘米，停止循环，并使数字孪生场景内吊装设备返回最终矫正后的经纬度
。2.
根据权利要求1所述的港口吊装设备在数字孪生场景下的定位方法，其特征在于，所述步骤
S1
中，构建堆场广场的虚拟模型包括： A1
：根据堆场区四角经纬度坐标构建堆场边线，并计算各边长度； A2
：选取长度较短的两相对边，获取其经纬度坐标； A3
：计算步骤
A2
中选取的两条边的中点经纬度坐标，两中点相连后的中线作为堆场区的矫正参考线
。3.
根据权利要求1所述的港口吊装设备在数字孪生场景下的定位方法，其特征在于，所述步骤
S2
中，判断吊装设备是否在堆场区域采用如下方式：连续定位
N
次吊装设备所在坐标，如
N
次均不在堆场区域内，则判定吊装设备位于堆场外侧，孪生场景内显示为定位所在经纬度坐标；反之...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢晨，万教坤，侯明壮，胡潭汶，林凯，
申请(专利权)人：湖南视觉伟业智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：