[发明专利]一种可自主作业智能压路机系统

说明书

本发明公开了一种可自主作业智能压路机系统，包括压路机本体、对压路机本体运动进行控制的机器控制层、感知决策层和管理规划层；采用载波相位差分技术GNSS实现高精度定位与航向测量；车身安装毫米波雷达实现车身周边障碍物检测；车身安装激光雷达、相机用于碾压区域高精度地图构建与边坡检测，供管理规划端进行碾压作业规划；采用机载压实度在线检测技术实现压实度全覆盖在线检测，为调频调幅提供依据；管理规划端内置专家系统和大数据系统，可根据施工现场被压实材料特性、压路机参数、压实度信息与高精度地图自行进行碾压规划，实现机群压实数据共享与协同作业；压路机可根据压实进程实时调整振动能量输出，有效提高压实质量和效率。

技术领域

本发明涉及压路机技术领域，具体涉及一种可自主作业智能压路机系统。

背景技术

振动压路机作为路面机械的典型机种之一，其广泛应用于公路、水利、铁路、航空机场、港口及大型场地等基础设施建设中；随着社会的发展和进步，人们对于工程建设质量逐步提高，对压实设备的作业质量提出了更高的要求，虽然我国压路机本体的制造水平已经取得了很大的提高，但压路机在施工作业过程中的人为因素不可避免，这就造成了压实质量问题比较突出，振动压路机操作人员往往不能严格按照压实工艺进行，主要表现为：操作人员为减小由大振幅振动带来的振动不适感及对身体的影响，在缺乏监督的情况下采用小振幅代替大振幅工作；操作人员为加快压实进程，随意加快碾压速度，减少压实遍数，不能确保压实作业的有效进行；方向控制和重叠宽度依赖驾驶员熟练程度，且压路机在后退方向进行碾压时只能通过后视镜观测轮胎前障碍物，存在安全隐患，同时也难自动检测边坡危险和观测到边坡路段侧上方威胁。

目前已有无人驾驶压路机和智能压路机方面的研究成果，亦有相关的无人驾驶压路机产品出现，但目前的智能压路机只能单纯的做到压路机无人驾驶技术或者智能压实技术，不能完成自主作业；主要表现在：基于GNSS、激光雷达、毫米波雷达等多传感的无人驾驶压路机，其主要是根据人为设定的固有压实轨迹进行压实作业，压路机本体的振动频率、名义振幅、碾压速度、碾压遍数均需人为预先设定；虽加入了压实度在线检测装置，但只能简单记录压实度数据、碾压轨迹与遍数，并不能实时调整压路机本体的振动参数和作业参数；无论是单台压路机还是多台压路机仍是机械式的执行人为压实轨迹规划，并不能实现压路机群压实数据共享与协同作业。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可自主作业智能压路机系统，基于压路机自动驾驶技术、压实度在线检测技术、无级调幅振动压实技术和压实轨迹自动规划技术；压实管理规划端依据施工规划地图与压路机本体上通过相机、激光雷达信息建立的高精度地图信息，利用管理规划端专家系统和大数据系统，自主进行压路机碾压路径规划和压路机参数设定；压实机群中各智能压路机能够按照规划轨迹进行压实，依据材料压实状况实时调整压实作业参数，可有效避免人工误操作或疲劳懈怠造成的压实质量问题，减小或摆脱对熟练机手的依赖；减小机器振动噪声、冷热恶劣环境及特殊危险环境对人身的伤害；减少人工费用；有效提高压实质量和效率；具有智能化、操作多元化，高质量、高效率的特点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种可自主作业智能压路机系统，包括压路机本体、对压路机本体运动进行控制的机器控制层、感知决策层和管理规划层；感知决策层、机器控制层均设置于压路机本体上，感知决策层与机器控制层通过CAN总线连接，管理规划层与感知决策层通过远程连接，其中：

感知决策层包括计算平台板卡、感知决策模块、压实度检测模块和无线远端通讯模块，感知决策模块、压实度检测模块和无线远端通讯模块分别与计算平台板卡相连，通过计算平台板卡对感知决策模块检测的施工现场环境数据和压实度检测模块测量到的压实数据进行处理、分析；