[發明專利]高等級公路路面攤鋪厚度的實時監控方法及監控系統

有效

• 申請號: 201410057420.3
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN103866673A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 劉東海;孫源澤
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E01C19/12
• 分類號: E01C19/12;E01C19/48;G01B11/03
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種高等級公路路面攤鋪厚度的實時監控方法，其特征是，將自動跟蹤全站儀架設在攤鋪現場附近，根據已知點坐標通過后方交會測量方法確定架設點位置，利用自動跟蹤全站儀按足夠小時間間隔定位跟蹤攤鋪高程實時采集裝置中的360°棱鏡，獲取棱鏡的三維高精度坐標；然后將當前采樣時刻及其對應的棱鏡三維坐標數據發送到攤鋪高程實時采集裝置；攤鋪高程實時采集裝置跟隨攤鋪機同步移動；當攤鋪高程實時采集裝置接收到當前采樣時刻及其對應的棱鏡三維坐標數據時，采用傾角儀測量該裝置中監測平臺小車橫梁及縱梁的傾斜角，采用安裝在橫梁上的激光測距傳感器測量其到攤鋪路面的距離；依據各個激光測距傳感器與棱鏡之間幾何空間關系，計算每個激光測距傳感器所測量的攤鋪路面位置點的三維坐標（x，y，z）；然后，由該位置點的平面坐標（x，y），以及監控前由攤鋪厚度實時監控客戶端輸入的攤鋪前基準面的三維坐標，投影得到該位置點在攤鋪前基準面上的高程z₀；接著，用高程z與z₀做差值，則可得到攤鋪厚度；進而，判斷該位置點處的攤鋪厚度是否符合控制標準，如果否，則發送攤鋪厚度報警信息。

2.如權利要求1所述的高等級公路路面攤鋪厚度的實時監控方法，其特征是，攤鋪厚度的獲得及報警信息的發送是利用數據庫及應用服務器、攤鋪厚度實時監控客戶端、攤鋪現場報警裝置實現的，根據攤鋪厚度實時監控客戶端輸入的攤鋪厚度控制標準來判斷該位置點處的攤鋪厚度是否符合控制標準，如果否，通過Internet網絡向攤鋪厚度實時監控客戶端發送攤鋪厚度報警信息，或通過與數據庫及應用服務器連接的GSM通訊裝置，經GPRS網絡向攤鋪現場報警裝置發出報警短信信息；攤鋪厚度實時監控客戶端程序安裝在施工現場能連接Internet網絡的PC或移動筆記本電腦上，在監控開始前，通過該客戶端設定當前工作面屬性、施工倉面邊界、攤鋪結構層層數、攤鋪厚度控制標準，并輸入攤鋪前基準面的三維坐標，然后，通過Internet網絡存入數據庫及應用服務器的數據庫中，以供后續應用，在監控過程中，該客戶端實時顯示每個激光測距傳感器所對應位置點處的攤鋪厚度，并可查詢和輸出攤鋪厚度監測結果，包括按公路樁號查詢橫斷面的高程圖或厚度圖以及沿道路軸線方向所有監測點的高度圖或厚度圖；同時，接收數據庫及應用服務器發送的攤鋪厚度不達標報警信息，以提示給現場質量管理人員及時調整攤鋪機熨平板高度，使攤鋪厚度達標；攤鋪現場報警裝置通過GPRS網絡實時接收數據庫及應用服務器發送的攤鋪厚度不達標報警短信信息，當現場質量管理人員不便接收到攤鋪厚度實時監控客戶端的報警信息時，亦可通過手持該裝置根據該裝置接收到的報警短信信息及時采取相應的攤鋪厚度控制措施。

3.一種高等級公路路面攤鋪厚度的實時監控系統，其特征是，包括：攤鋪位置實時定位跟蹤裝置、攤鋪高程實時采集裝置，攤鋪位置實時定位跟蹤裝置包括自動跟蹤全站儀、平板電腦、無線通訊裝置，自動跟蹤全站儀架設在攤鋪現場附近，架設點位置可根據已知點坐標通過后方交會方法確定，自動跟蹤全站儀按足夠小時間間隔定位跟蹤攤鋪高程實時采集裝置中的360°棱鏡，獲取棱鏡的三維高精度坐標；然后，通過藍牙技術與平板電腦連接，將當前采樣時刻及其對應的棱鏡三維坐標傳送到平板電腦中；平板電腦利用無線通訊裝置通過Zigbee通訊網絡將當前采樣時刻及其對應的棱鏡三維坐標數據發送到攤鋪高程實時采集裝置，攤鋪高程實時采集裝置包括監測平臺小車、棱鏡、集成控制器、激光測距傳感器、傾角儀、無線通訊裝置及數據無線發送裝置DTU，攤鋪高程實時采集裝置中的無線通訊裝置通過Zigbee通訊網絡接收攤鋪位置實時定位跟蹤裝置發送的當前采樣時刻及其對應的棱鏡三維坐標數據，并將接收到的數據傳輸到集成控制器；同時集成控制器向各個激光測距傳感器和傾角儀發出數據讀取指令，同步獲取各個激光測距傳感器到攤鋪路面的距離及其對應ID號和監測平臺小車橫梁及縱梁的傾斜角；最后，通過數據無線發送裝置DTU利用GPRS網絡將數據發送到數據庫和應用服務器。

4.如權利要求3所述的高等級公路路面攤鋪厚度的實時監控系統，其特征是，攤鋪高程實時采集裝置包括監測平臺小車、360°棱鏡、集成控制器、激光測距傳感器、傾角儀；監測平臺小車由鋼輪、高強度鋁合金車架、用于安裝激光測距傳感器的橫梁、以及用于安裝棱鏡且與橫梁垂直的縱梁組成，監測平臺小車與攤鋪機連接，且隨攤鋪機同步移動；激光測距傳感器安裝在監測平臺小車的橫梁上，橫梁長度可根據攤鋪路面寬度調整，并沿橫梁安裝能滿足全斷面監控要求的適宜個數的激光測距傳感器；集成控制器接收攤鋪位置實時定位跟蹤裝置發送的數據；集成控制器向激光測距傳感器和傾角儀發出數據讀取指令，同步獲取激光測距傳感器到攤鋪路面的距離和監測平臺小車橫梁及縱梁的傾斜角。