[发明专利]一种基于组合导航技术的隧道内路面施工管理方法及系统

权利要求书

1.一种基于组合导航技术的隧道内路面施工管理方法，其特征在于，包括：在路面施工过程中，工作单元上的工作模式RFID应答器(13)监测隧道洞口上的工作模式RFID阅读器(14)的信号，根据监测结果切换工作模式；

若工作单元上的工作模式RFID应答器(13)读取到隧道洞口上的工作模式RFID阅读器(14)的信号，则切换成隧道内工作模式；

进入隧道内工作模式时，关闭GNSS标签(151)，开启UWB标签(152)，采用UWB/SINS组合导航滤波算法估算目标位置和运动状态；

若工作单元上的工作模式RFID应答器(13)未读取到隧道洞口上的工作模式RFID阅读器(14)的信号，则切换成隧道外工作模式；

进入隧道外工作模式时，关闭UWB标签(152)，开启GNSS标签(151)，采用GNSS定位估算目标位置和运动状态。

2.根据权利要求1所述的基于组合导航技术的隧道内路面施工管理方法，其特征在于：卸料处的运料追踪RFID应答器(21)与摊铺机(6)收料处的运料追踪RFID阅读器(22)连接，记录沥青运输批次与摊铺位置。

3.根据权利要求1所述的基于组合导航技术的隧道内路面施工管理方法，其特征在于：摊铺机(6)和压路机(7)上的温度采集单元实时采集温度数据，并发送到温度数据处理单元，温度数据处理单元依据车底-铺面温度传播模型，计算铺面温度。

4.根据权利要求3所述的基于组合导航技术的隧道内路面施工管理方法，其特征在于：将摊铺位置与铺面温度进行对应匹配。

5.根据权利要求1所述的基于组合导航技术的隧道内路面施工管理方法，其特征在于：振动传感器采集摊铺机(6)和压路机(7)的振动状态数据，振动状态数据包括夯锤频率、振捣器频率、压路机(7)振频、压路机(7)振幅。

6.根据权利要求5所述的基于组合导航技术的隧道内路面施工管理方法，其特征在于：将摊铺位置与振动状态数据进行对应匹配。

7.根据权利要求3或5所述的基于组合导航技术的隧道内路面施工管理方法，其特征在于：报警数据处理单元读取工作单元位置与工作模式、铺面温度数据、振动状态数据，依据报警响应规则，输出监控参数的报警结果；报警反馈模块接收监控参数的报警结果后采用液晶显示单元和蜂鸣器进行展示。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的基于组合导航技术的隧道内路面施工管理方法，其特征在于：采用组合导航滤波算法解算工作单元的位置与运动状态，

滤波解算步骤1、建立标准的反馈校正型卡尔曼滤波基本公式：

其中，x_t为系统的状态变量，z_t为观测变量，A为状态转移矩阵，H为观测矩阵，u_t为控制变量，B为控制变量矩阵，w_t和e_t分别为系统噪声(过程噪声)和观测噪声；

滤波解算步骤2、通过调谐，确定过程噪声协方差矩阵Q、观测噪声协方差矩阵R的初值，作为描述滤波噪声的特征矩阵：

其中，Δt为数据采样周期，D(δa^Q)为加速度二维分量的过程误差方差，D(*)为UWB和SINS设备分别在x和y轴的观测误差方差，s为位移分量，v为速度分量，UWB的速度分量方差取位移分量的差分，SINS的位移分量方差取速度分量的积分；

滤波解算步骤3、在滤波过程中实时更新观测噪声协方差矩阵R：

d_t＝(1-b)/(1-b^k)

其中，V_t为残差，b为遗忘因子。