一种基于激光测量的路面摊铺控制方法与流程

本发明涉及路面摊铺，具体涉及一种基于激光测量的路面摊铺控制方法。

背景技术：

1、在路面施工的过程中，需要对混凝土或沥青进行摊铺，现有技术中，在对路面进行摊铺时，通常是通过摊铺机对路面进行摊铺。对于平整度要求较高的路面，使用摊铺机进行摊铺，不仅摊铺效果好，摊铺效果也较高。

2、但对于部分路面，如弯道处、高架桥的路面处，在设计时，由于考虑排水、克服车辆转弯时的离心力等因素，路面并不总是平齐的，在路面宽度方向上，通常会带有一定的坡度或弧度，也即，在路面宽度方上的截面处，路面并非总是一直线。

3、综上，如何对于高架桥的路面，尤其是对于高度变化与转弯相互叠加处的路面摊铺，是本领域亟待解决的重要问题之一。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于激光测量的路面摊铺控制方法，以解决现有技术中的不足，它能够按设计要求根据路面高度的不同，直接摊铺出符合路面设计的造型。

2、本发明提供了一种基于激光测量的路面摊铺控制方法，其中：包括以下步骤，

3、s1，以起始位置为原点，在竖直面内建立三维坐标系；

4、s2，确定路面高度沿摊铺方向和路面宽度方向的关系式；

5、s3，实时测量当前摊铺位置与起始位置之间的水平距离；

6、s4，计算当前铺设位置处，路面宽度方向的第一高度方程；

7、s5，在当前摊铺位置前若干距离内的摊铺面内，进行三维激光测量；获得点云数据；其中，该点云数据包括各测量点的高程；

8、s6，对所述点云数据进行建模，根据模型得到当前位置的第二高度方程和下一位置的第三高度方程；

9、s7，根据当前位置的所述第一高度方程、第二高度方程和前一位置的第三高度方程，利用加权求和确定第四高度方程；

10、s8，根据第四高度方程调节摊铺机沿路面宽度方向的铺设形状。

11、如上所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其中，可选的是：步骤s2中的关系式，由路面的设计尺寸确定。

12、如上所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其中，可选的是：步骤s3中，起始位置为摊铺起始位置的中心处；步骤s3中所测的水平距离为路面的中线的长度。

13、如上所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其中，可选的是：第一高度方程、第二高度方程、第三高度方程和第四高度方程均为高度沿路面宽度方向的关系式。

14、如上所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其中，可选的是：步骤s2中确定的路面高度沿摊铺方向和路面宽度方向的关系式，由设计时的曲面方程确定或由路面上的多个点的坐标拟合而成。

15、如上所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其中，可选的是：在步骤s7中，在进行加权求和前，将第二高度方程和第三高度方程转换到所述三维坐标系中。

16、如上所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其中，可选的是：步骤s7中还包括，在加权求和前，将转换至同一坐标系的第一高度方程和第三高度方程以第二高度方程为基准进行修正判断，并根据判断结果进行加权求和。

17、如上所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其中，可选的是：将第一高度方程的自变量范围、第三高度方程的自变量范围分别与第二高度方程的自变量范围进行判断，当第一高度方程的自变量范围和第三高度方程的自变量范围均小于第一偏差时，按设定的权重进行加权求和；当第一高度方程的自变量范围与第二高度方程的自变量范围的偏差大于第一偏差时，减小第一高度方程所占的权重并进行加权求和；当第三高度方程的自变量范围与第二高度方程和自变最范围的偏差大于第一偏差时，减小第三高度方程所占的权重并进行加权求和。

18、如上所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其中，可选的是：步骤s8中，通过调节刮板沿路面宽度方向的形状来调节铺设形状；

19、所述刮板为长条形金属板，所述刮板沿其长度方向设置有多个高度调节杆，通过调节高度调节杆的竖直位置，以达到对于刮板沿其长度方向调节造形的目的；

20、所述刮板的上侧通过多个弹性件与摊铺机连接。

21、与现有技术相比，本发明基于路面的设计形状及摊铺过程中利用激光检测到的形状以及在前一位置预测的当前位置处的形状来获得当前时刻的形状作为目标形状，并依据目标形状对应的厚度来调节摊铺机沿路面宽度方向的铺设形状。通过这种方式，能够保证路面的造型与设计造型相匹配，同时考虑了实际施工与设计造型的误差，保证施工过程能够顺利进行。

技术特征：

1.一种基于激光测量的路面摊铺控制方法，其特征在于：包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其特征在于：步骤s2中的关系式，由路面的设计尺寸确定。

3.根据权利要求2所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其特征在于：步骤s3中，起始位置为摊铺起始位置的中心处；步骤s3中所测的水平距离为路面的中线的长度。

4.根据权利要求3所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其特征在于：第一高度方程、第二高度方程、第三高度方程和第四高度方程均为高度沿路面宽度方向的关系式。

5.根据权利要求2所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其特征在于：步骤s2中确定的路面高度沿摊铺方向和路面宽度方向的关系式，由设计时的曲面方程确定或由路面上的多个点的坐标拟合而成。

6.根据权利要求2所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其特征在于：在步骤s7中，在进行加权求和前，将第二高度方程和第三高度方程转换到所述三维坐标系中。

7.根据权利要求6所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其特征在于：步骤s7中还包括，在加权求和前，将转换至同一坐标系的第一高度方程和第三高度方程以第二高度方程为基准进行修正判断，并根据判断结果进行加权求和。

8.根据权利要求6所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其特征在于：将第一高度方程的自变量范围、第三高度方程的自变量范围分别与第二高度方程的自变量范围进行判断，当第一高度方程的自变量范围和第三高度方程的自变量范围均小于第一偏差时，按设定的权重进行加权求和；当第一高度方程的自变量范围与第二高度方程的自变量范围的偏差大于第一偏差时，减小第一高度方程所占的权重并进行加权求和；当第三高度方程的自变量范围与第二高度方程和自变最范围的偏差大于第一偏差时，减小第三高度方程所占的权重并进行加权求和。

9.根据权利要求1-8任一项所述的基于激光测量的路面摊铺控制方法，其特征在于：步骤s8中，通过调节刮板(1)沿路面宽度方向的形状来调节铺设形状；

技术总结
本发明公开了一种基于激光测量的路面摊铺控制方法，其中：包括以下步骤，S1，以起始位置为原点，在竖直面内建立三维坐标系；S2，确定路面高度沿摊铺方向和路面宽度方向的关系式；S3，实时测量当前摊铺位置与起始位置之间的水平距离；S4，计算当前铺设位置处，路面宽度方向的第一高度方程；S5，在当前摊铺位置前若干距离内的摊铺面内，进行三维激光测量；获得点云数据；S6，对所述点云数据进行建模，根据模型得到当前位置的第二高度方程和下一位置的第三高度方程；S7，利用加权求和确定第四高度方程；S8，根据第四高度方程调节摊铺机沿路面宽度方向的铺设形状。本发明能够按设计要求根据路面高度的不同，直接摊铺出符合路面设计的造型。

技术研发人员：杜君营,刘林飞,吕全,孙跃,付祥,宋健,魏鑫,赵细芝,李鹏,张峰
受保护的技术使用者：中交基础设施养护集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5