一种公路路基路面坡度检测方法及系统 |
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申请号 | CN202311655501.9 | 申请日 | 2023-12-05 | 公开(公告)号 | CN117822388A | 公开(公告)日 | 2024-04-05 |
申请人 | 淮阴工学院; | 发明人 | 刘守花; 刘旭; 王兆亮; 吴秋霜; 杨玉顺; 陈亚东; 孙华圣; 尹得余; 李亮亮; 张璐; 狄洋; 蔡明钊; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及检测技术领域,具体涉及一种公路路基路面坡度检测方法步骤一、通过控制系统无线连接安装有激光测头的检测车,并设定检测车运动路线;步骤二、确定起测起点与检测终点 位置 ,并沿运行路线上标记坡度明显变化点;步骤三、通过控制系统设定起点处激光测头 角 度β,确定激光测头初始测量距离PL1;通过控制系统设定检测小车运行速度和数据 采样 时间间隔;步骤四、控制检测小车沿着预设路线运行,连续记录运行距离Ln和测点数据PLn。本发明的目的在于提供一种公路路基路面坡度检测方法和系统,旨在解决现有的检测方法中检测 费用 高、检测适用性差、检测效率低的问题。 | ||||||
权利要求 | 1.一种公路路基路面坡度检测方法,其特征在于,包括以下步骤: |
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说明书全文 | 一种公路路基路面坡度检测方法及系统技术领域[0001] 本发明涉及检测技术领域,具体涉及一种公路路基路面坡度检测方法及系统。 背景技术[0002] 路基路面几何尺寸测试方法中,坡度检测是其中的一项。现有的公路路基路面坡度检测一般采用多功能道路检测车或人工水准仪(全站仪)检测,其中多功能道路检测车费用高,且对道路里程较短、等级低的路基路面或维修改造的路基路面的坡度检测适应性较差;人工水准仪(全站仪)检测,可以适用于多种场景,但该方法效率较低,且人工成本较高。因此,本发明提供一种的公路路基路面坡度的检测方法及系统,其具有检测效率高、费用低、适用性广、精度高的特点。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种公路路基路面坡度检测方法和系统,旨在解决现有的检测方法中检测费用高、检测适用性差、检测效率低的问题。 [0004] 本发明的目的可以通过一下技术方案实现:一种公路路基路面坡度检测方法,包括以下步骤: 步骤一、通过控制系统无线连接安装有激光测头的检测车,并设定检测车运动路 线; 步骤二、确定起测起点与检测终点位置,并沿运行路线上标记坡度明显变化点; 步骤三、通过控制系统设定起点处激光测头角度β,确定激光测头初始测量距离 PL1;通过控制系统设定检测小车运行速度和数据采样时间间隔; 步骤四、控制检测小车沿着预设路线运行,连续记录运行距离Ln和测点数据PLn; 步骤五、检测小车获取的检测数据实时传输至控制装置内完成记录,按内置程序 绘制实时曲线和计算实时坡度,路段检测完成后,获得公路路基路面的坡度。 [0005] 进一步地,所述步骤二的具体方法包括:将整个公路路基路面根据线路情况划分为多个检测段,明确各检测段的起点QDn1和终点ZDn1,各检测段坡度独立检测,选择检测段路基路面中线或行车道轮迹线作为公路路基路面的坡度检测线,并在预设的线路上标记坡度明显变化点的位置,以方便检测过程中调整采样时间间隔以加密测点。 [0006] 进一步地,,所述步骤三的具体方法包括:将检测小车置于检测段的起点位置附近,使激光测头与检测起点QDn1(初始高程零点)在同一竖直面上;根据路基路面的实际路况,通过控制装置调节激光测头的下倾角度β,确定下倾角度后,即可读取起点QDn1的激光测量距离PLn1,进而确定起始零点处的预设高度Hn1;后续所有传输的检测数据计算的高度Hnn均与前一个测点的计算高速Hnn‑1比较,从而确定检测点的相对位置;根据路基路面的实际路况和测量精度,在控制装置上设定检测小车的运行速度和数据采样时间间隔,进而对各时间点上的检测小车辆位置进行定位确认,用于绘制实时坡度曲线。 [0007] 进一步地,,所述步骤五的具体方法包括:控制装置接收每个数据采集点传输回来的位置数据L1、L2、L3……Ln和检测数据PL1、PL2、PL3……PLn;根据检测数据和预设的激光测头的下倾角β,计算每个数据采集点的计算高度H1=PL1×cosβ、H2=PL2×cosβ、H3=PL3×cosβ……Hn=PLn×cosβ;初始零点QDn1后的计算高度均与前一个测点确定的计算高度比较,得到相对高度ΔH21=H2‑H1、ΔH32=H3‑H2、ΔH43=H4‑H3……ΔHnn‑1=Hn‑Hn‑1;再根据每个测点传输回来的位置数据,根据计算相对高度迭代定位每一个测点的位置,连接所有测点,绘制完成坡度曲线,拟合后得到曲线的斜率,即为公路路基路面的坡度。 [0008] 本发明还提供一种公路路基路面坡度检测系统,包括控制装置、检测小车、检测模块;所述控制装置设有控制操作界面,通过无线连接来控制检测小车运行姿态,内置数据传输系统和数据处理系统,用于实时接收和分析检测数据;所述检测小车用于沿着预设的运行轨迹行驶;所述检测模块负载于检测小车上,用于实现检测小车的移动和检测,并获取各个数据采集点的检测数据,并对数据进行实时传输。 [0009] 进一步地,所述检测模块包括动力系统、导航定位系统和激光测距系统;检测小车由动力系统提供运行的动力来源,并由控制装置实现检测小车的静止、运行、转向等模式的自主切换;同时由导航定位系统检测小车运行距离Ln和定位小车的位置并接收数据采集点的位置信息;通过激光测距系统检测各测点的激光测头与检测路基路面间的距离从而检测测点的高程数据;最终通过数据传输系统实现数据的实时传输。 [0011] 本发明的有益效果:本发明通过内置PipeCCTV软件的平板笔记本电脑作为控制装置与检测小车通过 无线连接实现对检测小车的远程控制,实现控制检测小车沿着预设路线运行,连续记录运行距离和测点数据,并将获取的数据实时传输至平板笔记本,按内置Datalab程序系统计算相对高差,绘制实时曲线和计算实时坡度,路段检测完成后,即可获得公路路基路面的坡度,本发明对道路里程较短、等级低的路基路面或维修改造的路基路面的坡度检测有较大优势,且检测费用低、检测效率高,内置程序系统的迭代计算可以获得较高的检测精度。 附图说明 [0012] 下面结合附图对本发明做进一步的说明。 [0013] 图1是本发明提供的一种公路路基路面坡度检测方法的流程框图;图2是本发明提供的一种公路路基路面坡度检测系统的结构原理图。 [0014] 图3为检测车检测示意图。 具体实施方式[0015] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。 [0016] 为了更好的理解方法的使用,其中控制装置采用内置PipeCCTV软件的平板笔记本,并通过内置DataLab程序绘制实时曲线和计算实时坡度,激光测头采用SK‑Pro系列激光测量系统测头,PL:激光测头到测点之间的距离;L:检测起点至测点的距离;高度H: 激光测头到测点之间的距离乘以下倾角β的余弦确定即H= PL×cosβ 。 [0017] 请参阅图1、3所示,本发明为一种公路路基路面坡度检测方法,包括以下步骤:步骤一:打开内置PipeCCTV软件的平板笔记本和检测小车电源,通过无线蓝牙连 接平板笔记本和检测小车,由平板笔记本作为控制器控制检测小车的运行姿态; 步骤二:在现场预估路线长度,确定检测起点(初始高度零点)和检测终点,并在预设的线路上标记坡度明显变化点的位置,以方便检测过程中加密测点; 步骤二的具体方法包括: 将整个公路路基路面根据线路情况划分为多个检测段,明确各检测段的起点QDn1 和终点ZDn1,各检测段坡度独立检测,选择检测段路基路面中线或行车道轮迹线作为公路路基路面的坡度检测线,并在预设的线路上标记坡度明显变化点的位置,以方便检测过程中调整采样时间间隔以加密测点。 [0018] 步骤三:平板笔记本设定起点位置处(初始高度零点)固定激光测量系统测头的角度β,确定激光侧头初始测量距离PL1;设定检测小车运行速度和数据采样时间间隔;步骤三的具体方法包括: 将检测小车置于检测段的起点位置附近,使激光测头与检测起点QDn1(初始高程零 点)在同一竖直面上;根据路基路面的实际路况,通过平板笔记本调节激光测头的下倾角度β,确定下倾角度后,即可读取起点QDn1的激光测量距离PLn1,进而确定起始零点处的预设高度Hn1;后续所有传输的检测数据计算的高度Hnn均与前一个测点的计算高速Hnn‑1比较,从而确定检测点的相对位置;根据路基路面的实际路况和测量精度,在平板笔记本上设定检测小车的运行速度和数据采样时间间隔,进而对各时间点上的检测小车辆位置进行定位确认,用于绘制实时坡度曲线。 [0019] 步骤四:检测小车沿着预设路线运行,连续记录运行距离Ln和测点数据PLn。 [0020] 步骤五:检测小车获取的检测数据实时传输至平板笔记本,按内置DataLab程序绘制实时曲线和计算实时坡度,路段检测完成后,获得公路路基路面的坡度。 [0021] 步骤五的具体方法包括:平板笔记本接收每个数据采集点传输回来的位置数据L1、L2、L3……Ln和检测数据 PL1、PL2、PL3……PLn;根据检测数据和预设的激光测头的下倾角β,计算每个数据采集点的计算高度H1=PL1×cosβ、H2=PL2×cosβ、H3=PL3×cosβ……Hn=PLn×cosβ;初始零点QDn1后的计算高度均与前一个测点确定的计算高度比较,得到相对高度ΔH21=H2‑H1、ΔH32=H3‑H2、ΔH43=H4‑H3……ΔHnn‑1=Hn‑Hn‑1;再根据每个测点传输回来的位置数据,根据计算相对高度迭代定位每一个测点的位置,连接所有测点,绘制完成坡度曲线,拟合后得到曲线的斜率,即为公路路基路面的坡度。 [0022] 本发明检测方法的精度由数据采集点的设定时间间隔和激光测头下倾角确定,采样时间间隔越短,下倾角越小,则采样点间隔越短,相应的采样数据越多,进而精度越高。 [0023] 如图2所示,本发明还提供一种公路路基路面坡度检测系统,包括控制装置、检测小车、检测模块;所述控制装置平板笔记本电脑设有控制操作界面,通过蓝牙连接来控制检测小车 运行姿态,内置数据传输系统和数据处理系统,用于实时接收和分析检测数据; 所述检测小车用于沿着预设的运行轨迹行驶;; 所述检测模块负载于检测小车上,用于实现检测小车的移动和检测,并获取各个 数据采集点的检测数据,并对数据进行实时传输; 在具体应用中,所述检测模块包括动力系统、导航定位系统和激光测距系统;检测 小车由动力系统提供运行的动力来源,并由控制装置实现检测小车的静止、运行、转向等模式的自主切换;同时由导航定位系统检测小车运行距离Ln和定位小车的位置并接收数据采集点的位置信息;通过激光测距系统检测各测点的激光测头与检测路基路面间的距离从而检测测点的高程数据;最终通过数据传输系统实现数据的实时传输,其中测距系统:SK‑Pro系列激光测距系统;导航定位系统:北斗定位系统;动力系统:双90kW直流电机驱动。 [0024] 在具体应用中,所述数据传输系统用于实现检测系统内部的数据传输功能;在具体应用中,所述数据处理系统用于绘制实时的坡度曲线,得到路基路面坡度。 [0025] 本发明通过内置PipeCCTV软件的平板笔记本电脑与检测小车通过无线连接实现对检测小车的远程控制,实现控制检测小车沿着预设路线运行,连续记录运行距离和测点数据,并将获取的数据实时传输至平板笔记本,按内置程序系统计算相对高差,绘制实时曲线和计算实时坡度,路段检测完成后,即可获得公路路基路面的坡度。本发明对道路里程较短、等级低的路基路面或维修改造的路基路面的坡度检测有较大优势,且检测费用低、检测效率高,内置程序系统的迭代计算可以获得较高的检测精度。 |