CN107102344A - 一种碾压施工辅助与操作指引方法及装置 - Google Patents

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洪达正
林恩德
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张毅生
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WUHAN INS ENGINEERING TECHNOLOGY Corp
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Abstract

本发明公开了一种碾压施工辅助与操作指引方法及装置，该方法是通过GNSS信息采集模块和振动信息采集模块分别采集碾压车的定位数据和振动数据，分析其运行轨迹和振动状态，结合钢轮宽度分析得不同状态下的碾压区域和碾压遍数达标率，采用工业智能平板进行分区展示并绘制路径图指导碾压施工；依据上述方法构建的装置，包括工业智能平板，工业智能平板上连接有网络传输模块、GNSS信息采集模块和振动信息采集模块；GNSS信息采集模块包括主机和GNSS差分定位传感器，振动信息采集模块包括采集器和振动传感器。本发明不仅能够提高现场碾压施工的工作效率，还能够提高局部补碾的准确度，缩短了无效工作时长，提高了碾压施工质量。

Description

一种碾压施工辅助与操作指引方法及装置
技术领域
本发明涉及一种碾压施工辅助与操作指引方法及装置，特别是一种土石方填筑工程中的碾压施工辅助与操作指引方法及装置。
背景技术
碾压是土石方填筑工程的最常见工艺，其原理为利用振动碾压机在摊铺的松软土石料上进行来回多次碾压，达到压实的目的。对碾压过程质量监控的主要指标是碾压速度、碾压遍数、振动状态及激振力等指标；为了实现这些施工工艺指标的实时监控，保证施工质量，近年来，广泛采用基于GNSS高精度定位、振动信号采集分析技术为核心的碾压监控***，实现碾压施工过程的远程监控。但是，现有的碾压监控***仅起到远程监控的作用，在现场碾压施工时还是存在着施工效率较低的问题，特别是夜间的施工效率较低；且容易出现过碾、漏碾或错碾的质量问题，导致碾压施工质量较差。因此，现有的碾压施工中存在着现场施工效率较低和碾压施工质量较差的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种碾压施工辅助与操作指引方法及装置。本发明不仅能够在碾压施工中提高现场施工效率，还具有碾压施工质量好的优点。
本发明的技术方案：一种碾压施工辅助与操作指引方法，包括以下步骤，
a、在碾压车上设置GNSS信息采集模块和振动信息采集模块，采用固定的采集频率分别对碾压车的定位数据和振动数据进行动态采集；
b、对采集到的碾压车的定位数据进行分析，得到碾压车的运行轨迹；
c、对采集到的碾压车的振动数据进行FFT分析，得到振动频率特征及幅度特征，并结合碾压车的标称振动特性，分析并得到碾压车的振动状态；
d、将碾压车的钢轮(钢轮)宽度与碾压车的运行轨迹、碾压车的振动状态结合，得到不同状态下的碾压区域，分析碾压遍数并计算碾压遍数的达标率；
e、采用工业智能平板将碾压遍数不够、达标和超标的区域进行分区可视化展示，并实时显示碾压车状态，规划并绘制路径图来指导碾压车司机进行碾压施工。
前述的一种碾压施工辅助与操作指引方法中，所述步骤c中的标称振动特性为碾压车的出厂指标及现场验证获得。
依据前述的一种碾压施工辅助与操作指引方法所构建的装置，包括位于碾压车驾驶室内的工业智能平板，工业智能平板上通过网线连接有网络传输模块、GNSS信息采集模块和振动信息采集模块；所述GNSS信息采集模块包括主机和GNSS差分定位传感器，所述振动信息采集模块包括采集器和振动传感器。
前述的装置中，所述GNSS差分定位传感器为天线，GNSS差分定位传感器连接在碾压车钢轮前方横梁的正中部。
前述的装置中，所述振动传感器连接在碾压车钢轮侧边中心处。
前述的装置中，所述碾压车驾驶室内还设置有防护箱，所述主机、采集器和网络传输模块均位于防护箱内。
前述的装置中，所述工业智能平板包括依次连接的信号采集模块、实时分析模块和操作指引模块；所述信号采集模块通过RS232串口与GNSS信息采集模块连接，信号采集模块还通过USB口与振动信息采集模块连接。
与现有技术相比，本发明设计了一种碾压施工辅助与操作指引方法及装置，通过设置GNSS信息采集模块来采集碾压车的定位数据，同时通过振动信息采集模块5来采集碾压车的振动数据；通过分析碾压车的定位数据获得碾压车的运行轨迹；通过对碾压车的振动数据进行FFT分析，然后结合碾压车的标称振动特性，分析并得到碾压车的振动状态；然后结合上述分析结果来分析得到不用状态的碾压区域及碾压遍数达标率，最后通过设置工业智能平板来将不同碾压情况的区域进行分区展示，规划并绘制路径图来指导碾压车司机进行碾压施工；从而提高现场碾压施工的工作效率，特别是夜间施工的工作效率，提高局部补碾的准确度，缩短了设备转移定位时间和无效工作时长，有效避免过碾、漏碾和错碾等问题，提高了碾压施工质量。本发明通过将GNSS差分定位传感器连接在碾压车钢轮前方横梁的正中部，能够提高定位准确度，通过设置防护箱能够有效的保护主机、采集器和网络传输模块，也方便设备的集中管理和检修。因此，本发明不仅能够提高现场碾压施工的工作效率，提高夜间施工的工作效率，还能够提高局部补碾的准确度，缩短了设备转移定位时间和无效工作时长，有效避免过碾、漏碾和错碾等问题，提高了碾压施工质量。
附图说明
图1是本发明的工作流程图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是GNSS差分定位传感器连接结构图；
图4是振动传感器连接结构图。
附图中的标记为：1-碾压车驾驶室，2-工业智能平板，3-网络传输模块，4-GNSS信息采集模块，5-振动信息采集模块，6-主机，7-GNSS差分定位传感器，8-采集器，9-振动传感器，10-防护箱，11-信号采集模块，12-实时分析模块，13-操作指引模块。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种碾压施工辅助与操作指引方法，如图1所示，包括以下步骤：
a、在碾压车上设置GNSS信息采集模块4和振动信息采集模块5，采用固定的采集频率分别对碾压车的定位数据和振动数据进行动态采集；
b、GNSS信息采集模块4的主机6对定位数据进行初步处理，将定位数据转化为计算机可识别的数据，然后传给工业智能平板2，工业智能平板2的信号采集模块11接受主机6处理后的数据，然后通过实时分析模块12进行分析，完成对采集到的碾压车的定位数据进行分析，得到碾压车的运行轨迹；
c、振动信息采集模块5的采集器8对振动数据进行初步处理(数据转化、滤波等)，然后传给工业智能平板2，工业智能平板2的信号采集模块11接受采集器8处理后的数据，然后通过实时分析模块12进行FFT分析，完成对采集到的碾压车的振动数据进行FFT分析，得到振动频率特征及幅度特征，并结合碾压车的标称振动特性，再通过实时分析模块12分析并得到碾压车的振动状态；
d、将碾压车的钢轮宽度与碾压车的运行轨迹、碾压车的振动状态结合，得到不同状态下的碾压区域，再通过实时分析模块12分析碾压遍数并计算碾压遍数的达标率；
e、采用工业智能平板将碾压遍数不够、达标和超标的区域进行分区可视化展示，并实时显示碾压车状态，再通过实时分析模块12规划并绘制路径图来指导碾压车司机进行碾压施工。
所述步骤c中的标称振动特性为碾压车的出厂指标及现场验证获得。
依据上述的一种碾压施工辅助与操作指引方法所构建的装置，构成如图2、3、4所示，包括位于碾压车驾驶室1内的工业智能平板2，工业智能平板2上通过网线连接有网络传输模块3、GNSS信息采集模块4和振动信息采集模块5；所述GNSS信息采集模块4包括主机6和GNSS差分定位传感器7，所述振动信息采集模块5包括采集器8和振动传感器9。
所述GNSS差分定位传感器7为天线，GNSS差分定位传感器7连接在碾压车钢轮前方横梁的正中部；所述振动传感器9连接在碾压车钢轮侧边中心处；所述碾压车驾驶室1内还设置有防护箱10，所述主机6、采集器8和网络传输模块3均位于防护箱10内；所述工业智能平板2包括依次连接的信号采集模块11、实时分析模块12和操作指引模块13；所述信号采集模块11通过RS232串口与GNSS信息采集模块4连接，信号采集模块11还通过USB口与振动信息采集模块5连接。

Claims (7)

1.一种碾压施工辅助与操作指引方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、在碾压车上设置GNSS信息采集模块和振动信息采集模块，采用固定的采集频率分别对碾压车的定位数据和振动数据进行动态采集；
b、对采集到的碾压车的定位数据进行分析，得到碾压车的运行轨迹；
c、对采集到的碾压车的振动数据进行FFT分析，得到振动频率特征及幅度特征，并结合碾压车的标称振动特性，分析并得到碾压车的振动状态；
d、将碾压车的钢轮宽度与碾压车的运行轨迹、碾压车的振动状态结合，得到不同状态下的碾压区域，分析碾压遍数并计算碾压遍数的达标率；
e、采用工业智能平板将碾压遍数不够、达标和超标的区域进行分区可视化展示，并实时显示碾压车状态，规划并绘制路径图来指导碾压车司机进行碾压施工。
2.根据权利要求1所述的一种碾压施工辅助与操作指引方法，其特征在于：所述步骤c中的标称振动特性为碾压车的出厂指标及现场验证获得。
3.依据权利要求1或2所述的一种碾压施工辅助与操作指引方法所构建的装置，其特征在于：包括位于碾压车驾驶室(1)内的工业智能平板(2)，工业智能平板(2)上通过网线连接有网络传输模块(3)、GNSS信息采集模块(4)和振动信息采集模块(5)；所述GNSS信息采集模块(4)包括主机(6)和GNSS差分定位传感器(7)，所述振动信息采集模块(5)包括采集器(8)和振动传感器(9)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述GNSS差分定位传感器(7)为天线，GNSS差分定位传感器(7)连接在碾压车钢轮前方横梁的正中部。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述振动传感器(9)连接在碾压车钢轮侧边中心处。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述碾压车驾驶室(1)内还设置有防护箱(10)，所述主机(6)、采集器(8)和网络传输模块(3)均位于防护箱(10)内。
7.根据权利要求3、4、5或6所述的装置，其特征在于：所述工业智能平板(2)包括依次连接的信号采集模块(11)、实时分析模块(12)和操作指引模块(13)；所述信号采集模块(11)通过RS232串口与GNSS信息采集模块(4)连接，信号采集模块(11)还通过USB口与振动信息采集模块(5)连接。
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