CN114636388A - 一种智能激光动态地面测平机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能激光动态地面测平机构，包括无人机、若干基准标尺、若干激光反射环、基准激光发射接收器、测平激光发射接收器、旋转机构、驱动机构和控制器，所述无人机上设有旋转机构，所述旋转机构上设有基准激光发射接收器和驱动机构，所述驱动机构上设有测平激光发射接收器，所述基准标尺上均设有与基准激光发射接收器相配合的激光反射环，与现有技术相比，能够低空遥测地面平整度、智能自主完成设定工作、生成地面平整度测平数据、能够实现远距离控制检测，尤其适用于道路施工、平整土地等对平整度、倾斜度测量要求较高的场合，且可实时发送测量数据给云中心，为平整施工的高效科学决策方案提供支撑。

Description

一种智能激光动态地面测平机构

【技术领域】

本发明涉及一种智能激光动态地面测平机构，更具体地说它是一种测量地面平整度的智能技术装备，可以提供相关区域地面平整度数据和处理建议的解决方案。

【背景技术】

目前的地面测平装备存在下述不足：

1、缺少地面平度的精准测量智能解决方案；

2、欠缺采用人工智能技术自动实施地面测平的执行方案；

3、缺少利用悬空遥测技术实现地面平整度测量并输出相关数据图像的操作方案；

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种智能激光动态地面测平机构，能够低空遥测地面平整度、智能自主完成设定工作、生成地面平整度测平数据、能够实现远距离控制检测，尤其适用于道路施工、平整土地等对平整度、倾斜度测量要求较高的场合，且可实时发送测量数据给云中心，为平整施工的高效科学决策方案提供支撑。

为实现上述目的，本发明提出了一种智能激光动态地面测平机构，包括无人机、若干基准标尺、若干激光反射环、基准激光发射接收器、测平激光发射接收器、旋转机构、驱动机构和控制器，所述无人机上设有旋转机构，所述旋转机构上设有基准激光发射接收器和驱动机构，所述驱动机构上设有测平激光发射接收器，所述基准标尺上均设有与基准激光发射接收器相配合的激光反射环，所述无人机、激光反射环、基准激光发射接收器、测平激光发射接收器、旋转机构和驱动机构均与控制器连接。

作为优选，所述激光反射环上均设有与基准标尺相配合的滑套，所述滑套通过手拧螺钉与基准标尺固定连接。

作为优选，所述旋转机构为电动旋转平台。

作为优选，所述驱动机构带动测平激光发射接收器动作，可以完成在水平360度、左右90～120度的范围动作。

作为优选，所述驱动机构包括底座、球窝、球体、永磁铁和若干电磁铁，所述底座的下端设有球窝，所述球窝内设有可自由转动的球体，所述球体内设有永磁铁，所述球窝的表面镶嵌有等间距阵列排布的电磁铁，所述球体的下端内设有角度传感器。

作为优选，所述控制器包括微控制器、存储器、接口和无线收发模块，所述控制器按照设定指令实现规定的运行操作，并与遥控器和云中心进行无线数据通信，实现数据传送和指令接收。

本发明的有益效果：本发明能够低空遥测地面平整度、智能自主完成设定工作、生成地面平整度测平数据、能够实现远距离控制检测，尤其适用于道路施工、平整土地等对平整度、倾斜度测量要求较高的场合，且可实时发送测量数据给云中心，为平整施工的高效科学决策方案提供支撑。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明一种智能激光动态地面测平机构的结构示意图；

图2是驱动机构的剖视图。

图中：1-无人机、2-基准标尺、3-激光反射环、4-基准激光发射接收器、5-测平激光发射接收器、6-旋转机构、7-驱动机构、8-控制器、9-滑套、10-手拧螺钉、11-地面、71-底座、72-球窝、73-球体、74-永磁铁、75-电磁铁、76-角度传感器。

【具体实施方式】

参阅图1、2，本发明一种智能激光动态地面测平机构，包括无人机1、若干基准标尺2、若干激光反射环3、基准激光发射接收器4、测平激光发射接收器5、旋转机构6、驱动机构7和控制器8，所述无人机1上设有旋转机构6，所述旋转机构6上设有基准激光发射接收器4和驱动机构7，所述驱动机构7上设有测平激光发射接收器5，所述基准标尺2上均设有与基准激光发射接收器4相配合的激光反射环3，所述无人机1、激光反射环3、基准激光发射接收器4、测平激光发射接收器5、旋转机构6和驱动机构7均与控制器8连接，所述激光反射环3上均设有与基准标尺2相配合的滑套9，所述滑套9通过手拧螺钉10与基准标尺2固定连接，所述旋转机构6为电动旋转平台，所述驱动机构7带动测平激光发射接收器5动作，可以完成在水平360度、左右90～120度的范围动作，所述驱动机构7包括底座71、球窝72、球体73、永磁铁74和若干电磁铁75，所述底座71的下端设有球窝72，所述球窝72内设有可自由转动的球体73，所述球体73内设有永磁铁74，所述球窝72的表面镶嵌有等间距阵列排布的电磁铁75，所述球体73的下端内设有角度传感器76，所述控制器8包括微控制器、存储器、接口和无线收发模块，所述控制器8按照设定指令实现规定的运行操作，并与遥控器和云中心进行无线数据通信，实现数据传送和指令接收。

无人机1为四螺旋桨无人机，可以携载装备匀速起降、悬停、飞行，基准激光发射接收器4接收激光反射环3反射回来的激光信号，作为基准激光发射接收器4基准定位标度，校准无人机1的飞行高度，基准激光发射接收器4的有效工作角度为30度、发收工作距离为100米。

测平激光发射接收器5通过发射和接受激光信号，测量测平激光发射接收器5和地面11的距离。由控制器8根据预设算法控制每个电磁线圈内部通过电流的大小、方向，产生大小、方向不同的电磁力，作用于球体73中的永磁铁74使其发生位置变化，测平激光发射接收器5在球体73的带动下，可以完成在水平360度、左右90～120度范围的扫描。测平激光发射接收器5通常的工作状态是，按与悬空定位部件行进速度匹配的设定扫描速度，对地面进行测距扫描。测平激光发射接收器5的扫描测距信息数据传送给控制器8，控制器8根据内置的人工智能算法，计算出所测地面的平整度。

智能操控主要体现在两个方面，一是飞行控制，就是维持无人机1在基准高度按设定线路平稳飞行；二是测平操作，实现相应区域地面的激光遥测，并计算、分析、处理测量数据，取得有效的地面平整度信息和图像。飞行控制是控制无人机1按照规定的高度和设定的路线平稳飞行，控制器8会根据基准测量信息，调整无人机1飞行高度；无人机1飞行的速度，由控制器8内的智能算法根据地面区域的宽窄、测平激光发射接收器5扫描的效率来确定；飞行的路线是预先设定好的，但是控制器1可以通过人工智能算法根据现场实际情况进行调整。测平操作由测平激光发射接收器5对相关区域进行扫描测距，控制器8对于测距数据进行分析，得到每个断面平整度数据，形成地面平整度综合数据、三维图像和断面图像，还可以通过人工智能模糊数据处理，给出对应于不同平整度标准要求的处理建议。电源由非接触可充电电池构成，为测平机构提供电力支持。

本发明工作过程：

本发明一种智能激光动态地面测平机构在工作过程中，1、现场工作测试，包括基准标尺2设置距离测试和测平悬空高度测试，确定合理的基准标尺2设置距离和无人机飞行高度。

2、按测试信息参数，在测量区域边缘，等距设立若干基准标尺2，每个标尺的基准标定激光反射环3设定在无人机飞行高度；如果不是直行线路、且没有路边石的现场，应在测平区域的边缘设定线路标记；在遥控器上设定无人飞行高度、测平地面宽度、测量的距离参数。

3、遥控器或云中心发出工作指令，无人机携带机构升空，通过基准激光发射接收器4测量，调整好高度；测平激光发射接收器5搜索线路边缘标记，按照设定测量宽度，调整好飞行位置(一般在测量区域的中部)；开始测平操作。

4、由于控制器8内置人工智能算法，之后的飞行高度校正、飞行线路规划、飞行速度操控、平整度测量、数据通信、指令传送接受等，机构均能自动完成。

5、控制器8可按预先设定实时或定时无线发送测平数据给遥控器、云中心；也可以按新的指令决定数据发送的内容和时间；控制器8内的存储器，可以存放10小时的测量数据。

6、控制器8内存储的数据包括原始测量数据、测平图像数据和分析决策方案，测平作业完成后，应将控制器8内的有效数据全部上载。

7、现场作业完成后，应对机构进行清洁和维护处理、充电，准备下次使用。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能激光动态地面测平机构，其特征在于：包括无人机(1)、若干基准标尺(2)、若干激光反射环(3)、基准激光发射接收器(4)、测平激光发射接收器(5)、旋转机构(6)、驱动机构(7)和控制器(8)，所述无人机(1)上设有旋转机构(6)，所述旋转机构(6)上设有基准激光发射接收器(4)和驱动机构(7)，所述驱动机构(7)上设有测平激光发射接收器(5)，所述基准标尺(2)上均设有与基准激光发射接收器(4)相配合的激光反射环(3)，所述无人机(1)、激光反射环(3)、基准激光发射接收器(4)、测平激光发射接收器(5)、旋转机构(6)和驱动机构(7)均与控制器(8)连接。

2.如权利要求1所述的一种智能激光动态地面测平机构，其特征在于：所述激光反射环(3)上均设有与基准标尺(2)相配合的滑套(9)，所述滑套(9)通过手拧螺钉(10)与基准标尺(2)固定连接。

3.如权利要求1所述的一种智能激光动态地面测平机构，其特征在于：所述旋转机构(6)为电动旋转平台。

4.如权利要求1所述的一种智能激光动态地面测平机构，其特征在于：所述驱动机构(7)带动测平激光发射接收器(5)动作，可以完成在水平360度、左右90～120度的范围动作。

5.如权利要求1所述的一种智能激光动态地面测平机构，其特征在于：所述驱动机构(7)包括底座(71)、球窝(72)、球体(73)、永磁铁(74)和若干电磁铁(75)，所述底座(71)的下端设有球窝(72)，所述球窝(72)内设有可自由转动的球体(73)，所述球体(73)内设有永磁铁(74)，所述球窝(72)的表面镶嵌有等间距阵列排布的电磁铁(75)，所述球体(73)的下端内设有角度传感器(76)。

6.如权利要求1至5中任一项所述的一种智能激光动态地面测平机构，其特征在于：所述控制器(8)包括微控制器、存储器、接口和无线收发模块，所述控制器(8)按照设定指令实现规定的运行操作，并与遥控器和云中心进行无线数据通信，实现数据传送和指令接收。

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