CN211596288U - 一种无人驾驶压路机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人驾驶压路机，包括车体控制器，还包括双目摄像头、毫米波雷达和CORS接收机，双目摄像头与车体控制器电连接，用于采集道路环境信息，毫米波雷达与车体控制器电连接，用于采集压路机与障碍物的相对位置信息，CORS接收机与车体控制器电连接，用于接收CORS基站发送的定位数据。本实用新型提出的无人驾驶压路机包括CORS接收机、双目摄像头和毫米波雷达，通过CORS接收机可以不间断的接收CORS基站的定位数据，避免了人工设置定位基站为压路机提供位置数据时需要压路机停机的问题，提高了压路机的作业效率。

Description

一种无人驾驶压路机

技术领域

本实用新型实施例涉及工程机械技术，尤其涉及一种无人驾驶压路机。

背景技术

压路机在工程作业时往往需要进行多次往复压实才能将路面压实到设计密实度，因此传统的压路机具有操作重复性强、工作环境单一、人员易疲劳等缺点。基于传统压路机的缺陷，国内各压路机制造厂家及一些科研院校已经推出了许多无人驾驶压路机，但普遍只适用于小范围的施工作业。当作业需求为大范围工程，公路延续数百公里、甚至上千公里，压路机需要不断完成路段压实工作并向前推进时，其施工效率极低，难以投入到实际的工程应用中。

因此亟需一种施工效率高，可以全天候不间断进行施工作业且作业精度高的无人驾驶压路机。

实用新型内容

本实用新型提供一种无人驾驶压路机，以达到提高无人驾驶压路机的施工效率以及提高无人驾驶压路机作业精度的目的。

本实用新型实施例提供了一种无人驾驶压路机，包括车体控制器，还包括双目摄像头、毫米波雷达和CORS接收机，所述双目摄像头与所述车体控制器电连接，用于采集道路环境信息，所述毫米波雷达与所述车体控制器电连接，用于采集压路机与障碍物的相对位置信息，所述CORS接收机与所述车体控制器电连接，用于接收CORS基站发送的定位数据。

进一步的，还包括电液转向比例阀、转向油缸和铰链转向机构，所述电液转向比例阀与所述车体控制器以及所述转向油缸相连接，所述车体控制器通过控制所述电液转向比例阀改变所述转向油缸的伸缩量，所述转向油缸与所述铰链转向机构相连接，所述转向油缸用于带动所述铰链转向机构转动。

进一步的，还包括电液振动阀、振动马达和振动钢轮，所述电液振动阀与所述车体控制器以及振动马达相连接，所述车体控制器通过所述电液振动阀改变所述振动马达的频率，所述振动马达与所述振动钢轮相连接，用于带动所述振动钢轮振动。

进一步的，还包括密实度传感器，所述密实度传感器与所述车体控制器相连接，用于采集路面振动时产生的加速度信息。

进一步的，还包括电液行走比例阀、行走马达和行走轮，所述电液行走比例阀与所述车体控制器以及所述行走马达相连接，所述车体控制器通过控制所述电液行走比例阀改变所述行走马达的转速，所述行走马达和所述行走轮相连接，用于带动所述行走轮转动。

进一步的，还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述车体控制器电连接，用于接收外部行走控制指令以及发送行走工况信息。

本实用新型提出的无人驾驶压路机包括CORS接收机、双目摄像头和毫米波雷达，通过CORS接收机可以不间断的接收CORS基站的定位数据，避免了人工设置定位基站为压路机提供位置数据时需要压路机停机的问题，提高了压路机的作业效率。通过双目摄像头以及毫米波雷达采集道路的环境信息，压路机可以结合双目摄像头和毫米波雷达采集的环境信息判断压路机周围是否存在障碍物，有利于当道路中存在障碍物时，压路机可以修正当前的行驶路径，避免压路机压坏路沿或者摊铺用的辅助挡板，以提高作业的精度。

附图说明

图1是实施例一中的无人驾驶压路机结构框图；

图2是实施例二中的无人驾驶压路机结构框图；

图3是实施例二中的单无人驾驶压路机路径规划示意图；

图4是实施例二中的无人驾驶压路机群路径规划示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是实施例一中的无人驾驶压路机结构框图，参考图1，一无人驾驶压路机包括车体控制器1，双目摄像头2、毫米波雷达3和CORS接收机4。

双目摄像头2与车体控制器1电连接，用于采集道路环境信息。毫米波雷达3与车体控制器1电连接，用于采集压路机与障碍物的相对位置信息。CORS接收机4与车体控制器1电连接，用于接收CORS基站发送的定位数据。

本实施例中，采用双目摄像头2、毫米波雷达3和CORS接收机4构成环境信息采集单元，共同为车体控制器1提供用于制定行走策略的环境信息，可以提高车体控制器1生成的行走策略的精度，同时提高压路机的工作效率。

本实施例中，车体控制器1中配置的图像识别算法为现有技术，通过配置双目摄像头2可以减小车体控制器1进行图像识别时所需的数据量，以减小车体控制器1的计算负荷。具体的，双目摄像头2用于采集路面立体彩色图像，并将路面信息发送给车体控制器1中，车体控制器1根据路面信息判断出路面高度及材质的变化，进而识别出施工道路的边缘区域以及摊铺用的辅助挡板等物体，避免压路机按预定路径行驶时，驶出预铺设道路或者碰撞到道路上的物体造成压路机损坏的问题。作为一种可实施方案，车体控制器1中配置基于神经网络的图像识别技术，车体控制器1接收到双目摄像头2发送的路面图像时，首先提取图像的基本特征，再利用图像所具有的特征映射到神经网络进行图像识别分类，进而完成路面环境的识别。

示例性的，毫米波雷达3通过微带阵列天线向外发射毫米波，并将接收到的目标反射信号发送给车体控制器1，车体控制器1根据目标反射信号判断压路机与周围其他物体之间的相对距离、速度和角度等，以避免压路机在预定路径行驶时碰撞到道路上障碍物。

本实施例中，通过双目摄像头2和毫米波雷达3采集路面信息，为车体控制器1提供多种类型的道路感知数据，以提高车体控制器1控制压路机进行避障时的准确性。同时，采用CORS接收机4接收CORS基站发送的定位数据，并将定位数据发送给车体控制器1，车体控制器1根据CORS定位数据计算压路机的实时位置，通过实时位置和预定路径的坐标坐标生成基本的压路机行驶控制指令，使正常情况下，压路机按照预定路径进行压路作业。CORS系统是一种以永久基站为控制点的测绘网络系统，其覆盖范围大定位精度高，且可连续运行，因此通过CORS系统提供压路机的位置数据，可以为压路机不间断的提供高精度的位置数据，避免了人工设置定位基站为压路机提供位置数据时需要压路机停机的问题，提高了压路机的作业效率。

实施例二

本实施例中，压路机采用电液控制型压路机，图2是实施例二中的无人驾驶压路机结构框图，参考图2，在实施例一的基础上，压路机还包括电液转向比例阀5、转向油缸6和铰链转向机构7。电液转向比例阀5与车体控制器1以及转向油缸6相连接，车体控制器1通过控制电液转向比例阀5改变转向油缸6的伸缩量。转向油缸6与铰链转向机构7相连接，转向油缸用于带动铰链转向机构7转动。

参考图2，压路机还包括电液振动阀8、振动马达9和振动钢轮10。电液振动阀8与车体控制器1以及振动马达9相连接，车体控制器1通过电液振动阀8改变振动马达9的频率，振动马达9与振动钢轮10相连接，用于带动振动钢轮10振动。还包括密实度传感器11，密实度传感器11与所述车体控制器相连接，用于采集路面振动时产生的加速度信息。示例性的密实度传感器11采用加速度传感器。

参考图2，还包括电液行走比例阀12、行走马达13和行走轮14。电液行走比例阀12与车体控制器1以及行走马达13相连接，车体控制器1通过控制电液行走比例阀12改变行走马达13的转速。行走马达13和行走轮14相连接，用于带动行走轮14转动。

本实施例中，电液转向比例阀5、电液行走比例阀12均为电液比例阀，其中的调节结构主要为比例电磁铁，车体控制器1通过对比例电磁铁的控制实现对电液比例阀的连续控制，从而实现对液压系统压力、流量、方向的无级调节。示例性的，电液振动阀8为压路机激振器，型号包括SR20、SR26。

本实施例中，压路机还包括无线通信模块，无线通信模块与车体控制器1电连接，用于接收外部行走控制指令以及发送行走工况信息。

示例性的，无线通信模块采用GPRS模块或者4G通信模块，无线通信模块通过2G、3G或者4G网络与外部控制平台通信连接，无线通信模块可以接收外部控制平台发送的路径规划信息，作为一种可实施方案，外部控制平台进行路径规划时包括：

步骤1、根据预压路段的长度确定道路的起点和终点，同时结合道路的设计宽度可以将预压道路的工程设计参数转换成CORS系统所在卫星坐标系中的坐标数据。

步骤2、根据预压路段的工程设计参数(例如道路宽度、预压路段的长度)、结合压路机的设计参数(例如压路机机身的长度、压实宽度等)，确定压路机的行驶路径。

图3是实施例二中的单无人驾驶压路机路径规划示意图，参考图3，图3为单机作业时规划路径示意图，图中阴影部分代表压路机，其压实宽度为W1，待压实道路宽度为W，根据宽度W1和宽度W确定，两遍压实的搭接面距离为D，使得压路机进行作业时不会驶出道路范围之外，同时也可以保证压实全部道路区域，具体的，最终规划的路径为：压路机从道路一侧A点位置开始压实，沿道路边沿行走至压实区域终点B点；压路机从B点位置后退至C点位置，进行第二条路径压实；重新执行上述压实过程，直至将路面全部压实一遍。进行压路作业时，车体控制器1根据CORS系统发送的定位数据对压路机进行定位，根据解算出的压路机当前位置并结合预压道路的坐标数据生成常规的压路机行驶控制指令，当车体控制器1根据双目摄像头2或者毫米波雷达3采集的信息判断出压路机周围出现障碍物时，则根据障碍物的位置修正当前的行驶路径，避免压路机压坏路沿或者摊铺用的辅助挡板。进一步的，车体控制器1还根据密实度传感器11采集的信息实时检测振动过程中路面对振动钢轮的反作用加速度，并转换为路面密实度参数，若密实度参数超出预设的范围，则车体控制器1根据密实度参数重新规划路径，例如增加或者减少重复压实次数，避免压实区域出现欠压、过压问题。本实施例中车体控制器1中配置的图像识别、避障、定位方法均属于现有技术，其具体的实现方法不再赘述。

图4是实施例二中的无人驾驶压路机群路径规划示意图，参考图4，图4为机群作业时规划路径示意图，进行机群作业路径时首先计算出机群作业需要的压路机数量，采用的公式为：

N＝(W/W1)+1

式中，W为待压实道路宽度，W1为压实宽度，其中W/W1只保留正整数。然后再计算出相邻两台压路机压实路径的搭接宽度，采用的公式为：

D＝(N*W1-W)/(N-1)

式中N为压路机数量。其余路径规划和避障方法与单机作业时相同，在此不再赘述。

示例性的，无线通信模块可以将压路机的工作状态，例如当前位置、压实密实度等信息发送给外部控制平台，便于相关人员监控压路机的工作状态。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种无人驾驶压路机，包括车体控制器，其特征在于，还包括双目摄像头、毫米波雷达和CORS接收机，

所述双目摄像头与所述车体控制器电连接，用于采集道路环境信息，所述毫米波雷达与所述车体控制器电连接，用于采集压路机与障碍物的相对位置信息，所述CORS接收机与所述车体控制器电连接，用于接收CORS基站发送的定位数据。

2.如权利要求1所述的压路机，其特征在于，还包括电液转向比例阀、转向油缸和铰链转向机构，

所述电液转向比例阀与所述车体控制器以及所述转向油缸相连接，所述车体控制器通过控制所述电液转向比例阀改变所述转向油缸的伸缩量，

所述转向油缸与所述铰链转向机构相连接，所述转向油缸用于带动所述铰链转向机构转动。

3.如权利要求1所述的压路机，其特征在于，还包括电液振动阀、振动马达和振动钢轮，

所述电液振动阀与所述车体控制器以及振动马达相连接，所述车体控制器通过所述电液振动阀改变所述振动马达的频率，

所述振动马达与所述振动钢轮相连接，用于带动所述振动钢轮振动。

4.如权利要求3所述的压路机，其特征在于，还包括密实度传感器，所述密实度传感器与所述车体控制器相连接，用于采集路面振动时产生的加速度信息。

5.如权利要求1所述的压路机，其特征在于，还包括电液行走比例阀、行走马达和行走轮，

所述电液行走比例阀与所述车体控制器以及所述行走马达相连接，所述车体控制器通过控制所述电液行走比例阀改变所述行走马达的转速，

所述行走马达和所述行走轮相连接，用于带动所述行走轮转动。

6.如权利要求1所述的压路机，其特征在于，还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述车体控制器电连接，用于接收外部行走控制指令以及发送行走工况信息。

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