[發明專利]一種機場道面細觀形貌測量系統及控制評價方法

在審

• 申請號: 201810507550.0
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108548821A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 武志瑋;劉國光;于磊;楊躍敏;王鑫
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

1.一種機場道面細觀形貌測量系統，其特征在于：所述的機場道面細觀形貌測量系統包括測量車(1)、高精度激光測距儀(2)、GPS定位儀(3)和工控機(4)；其中高精度激光測距儀(2)設置在測量車(1)的外側；GPS定位儀(3)設置在測量車(1)的頂部，內置有GPS模塊和移動通信模塊；工控機(4)安裝在測量車(1)的內部，設有顯示器和數據庫，并與高精度激光測距儀(2)和GPS定位儀(3)電連接。

2.根據權利要求1所述的機場道面細觀形貌測量系統，其特征在于：所述的測量車(1)為有人駕駛車輛或無人駕駛車輛。

3.根據權利要求1所述的機場道面細觀形貌測量系統，其特征在于：所述的高精度激光測距儀(2)上安裝有方向垂直向下指向機場道面的激光頭，其測量精度為0.1mm。

4.一種如權利要求1所述的機場道面細觀形貌測量系統的控制方法，其特征在于：所述的控制方法包括按順序執行的下列步驟：

1)系統空閑的S1階段：在此階段中，系統中各組成部件處于待機狀態，等待工控機(4)的指令，然后進入S2階段；

2)開始測量道面細觀構造的S2階段：在此階段中，工作人員啟動工控機(4)，對各硬件進行通電，然后進入S3階段；

3)硬件充電自檢的S3階段：在此階段中，各硬件充電后自檢，然后進入S4階段；

4)判斷自檢結果的S4階段：在此階段中，系統判斷各硬件通訊是否正常，如果判斷結果為“是”，則進入S5階段；否則進入S6階段；

5)記錄道面GPS坐標和細觀構造尺寸的S5階段：在此階段中，測量車(1)在道面上行駛，與此同時，高精度激光測距儀(2)實時檢測其上激光頭與道面間的距離值，以此來確定細觀構造尺寸是否發生變化，然后傳送給工控機(4)；GPS定位儀(3)利用GPS模塊獲得GPS坐標，然后通過移動通信模塊傳送給工控機(4)，工控機(4)接收到上述數據后進行儲存，用于后續分析，測量15秒鐘后進入S7階段；

6)提示檢查硬件的S6階段：在此階段中，工控機(4)提示報警，等待工作人員檢查，然后返回S1階段；

7)判斷測試是否終止的S7階段：在此階段中，判斷高精度激光測距儀(2)和GPS定位儀(3)傳回的數據是否不變，如果判斷結果為“是”，則進入S8階段；否則返回S5階段；

8)測量結束的S8階段：在此階段中，工控機(4)自動退出運行，測量結束。

5.一種如權利要求1所述的機場道面細觀形貌測量系統的評價方法，其特征在于：所述的評價方法包括按順序執行的下列步驟：

1)測量并記錄起始點信息的S11階段：在此階段中，工控機(4)記錄系統啟動后分別由GPS定位儀(3)和高精度激光測距儀(2)傳送的第一個GPS坐標及對應的激光頭與道面間的距離值，并將該距離值作為初始距離值，然后進入S12階段；

2)完成單次機場道面細觀形貌測量的S12階段：在此階段中，測量車(1)在機場道面上行駛，在此過程中，高精度激光測距儀(2)實時檢測其上激光頭與道面間的距離值，以此來確定細觀構造尺寸是否發生變化，然后傳送給工控機(4)；GPS定位儀(3)利用GPS模塊獲得GPS坐標，然后通過移動通信模塊傳送給工控機(4)，由此完成單次機場道面細觀形貌測量，然后進入S13階段；

3)單次測量數據修正的S13階段：在此階段中，工控機(4)將本次測量所獲得的每一個距離值減去S11階段所記錄的初始距離值，得到單次測量修正數據，然后進入S14階段；

4)數據存儲的S14階段：在此階段中，工控機(4)將上述單次測量修正數據存入數據庫，然后進入S15階段；

5)道面破損位置分析的S15階段：在此階段中，工控機(4)將數據庫內相同GPS坐標下所記錄的本次修正數據減去上一次測量獲得的修正數據，將結果不為零的位置在顯示器上用紅色進行標記，該位置即為發生破損的點，用于后續分析道面破損發生的位置；

6)道面破損類型分析的S16階段：在此階段中，工控機(4)提取相隔距離在1厘米之內的紅色點坐標，并利用這些坐標建立坐標分析矩陣，然后將坐標分析矩陣和預先存儲的與道面破損類型相對應的所有特征矩陣進行對比，如果與某一特征矩陣匹配，即可判定出該道面破損的具體類型，然后進入S17階段；

7)道面破損程度分析的S17階段：在此階段中，工控機(4)根據歷次測量結果的對比，分析道面損傷發展的速率，在顯示器上用紅黃藍三種顏色分別表示出“嚴重”、“較快”和“緩慢”三種損傷程度，然后進入S17階段；

8)道面摩擦系數分析的S18階段：在此階段中，工控機(4)根據測量結果分析各個標記位置的摩擦系數，然后進入S19階段；

9)道面結冰狀態分析的S19階段：在此階段中，工控機(4)根據測量結果分析各個標記位置是否存在結冰，然后進入S20階段；

10)生成分析報告的S20階段：在此階段中，工控機(4)根據上述步驟7)—步驟9)的分析結果生成分析報告，評價結束。