一种用于大气污染探测雷达支撑装置及其控制电路的制作方法

1.本发明涉及一种用于大气污染探测雷达支撑装置及其控制电路，尤其是一种具有智能水平和高度调整支撑装置和系统由结构，硬件电路，软件程序控制以及上位机协调配合，实现激光雷达扫描应用环境的快速移点和精准调试的用于大气污染探测雷达支撑装置及其控制电路。


背景技术：

2.激光雷达因其测量尺度大、响应时间快、机动性强等特点被广泛应用于大气污染监测领域，是快速探测一定空间范围内污染源分布的有力工具。
3.在激光雷达扫描探测应用过程中，需要将激光雷达安装在可调节高度支撑架上，以获得稳定的支撑和最佳的探测高度，使得激光雷达在运行过程中不会出现倾倒、晃动以及光路遮挡等问题；另外，激光雷达安装时，还需要在严格水平的前提下，利用光速与时间的乘积反演算法准确获取污染物的空间分布信息。因此，激光雷达放置是否严格水平，安装是否牢固成影响其数据准确性的重要环节之一；此外，激光雷达的便捷性要求其支撑架日常操作时，具有很强的智能性，拆卸的便捷性以及紧凑性。
4.现有的激光雷达安装和扫描测试中，大多存在激光雷达支撑底座脚轮与地面的点接触方式，该点接触方式不稳固，同时无法适应不平地面的安装条件；支撑底座多为人工安装，需要人工找平，同时雷达高度也需要根据现场人员的经验判断。支撑底座实际安装时，需要展开以提高与地面的接触面积增大稳固性，但在搬运时，增大稳固性的支撑底座又占据较大的空间，影响机动性，以上问题都将影响激光雷达的安装效率和数据质量。
5.激光雷达可快速探测一定空间内的污染分布，且结合风信息能初步理清污染来源，特别是水平扫描探测应用场景，被各级环保部门广泛采用。
6.便捷式激光雷达的数据可靠性及使用效率离不开其可靠的安装状态、安装效率以及调试效率。因此，支撑架的稳固性、水平精准性和智能人性化成为重要的环节之一；传统的激光雷达支撑底座为方便使用者拆卸及搬运，支撑底座采用小面积，在长度方向仅雷达尺寸长度，固定底板与底部安装四个移动轮相结合的方式；激光雷达一般安装在高楼楼顶开展扫描监测，在扫描过程中会产生旋转惯性，因此需要支撑底座牢固以避免倾倒引发安全事故；一方面，上述结构的支撑底座一般不能很好地解决由于旋转惯性引起的倾倒问题，还需要结合绳索牵引拉锁进行二次固定，尽量避免设备倾倒及轮子的移动。如此也来需要寻找绳索捆绑点等安装工作繁琐度，同时在脚轮与地面点接触的稳固性差方面持续存在。特别对于地面不平情况，激光雷达支撑底座无法实现找平，导致支撑底座及其上的设备倾斜，增加了倾倒的风险。另外，基于上述结构的支撑架在搬运时需要将各模块拆卸掉以较小体积，这给安装增加了一定的工作，影响安装效率；雷达在调试时需要调整激光雷达适当的高度，高度过低会导致光路被楼顶女儿墙、测试点附近楼层等遮挡，高度过高会导致激光雷达数据准确性；一般激光雷达扫描数据被认为是近地面数据，因此越靠近地面，数据越可靠。现有的激光雷达支撑装置一般内置了手动的升降机，再结合激光雷达的回波信号进行
人工判断寻找合适的高度，但这种方式一方面效率比较低，同时寻找的高度可能不是最佳状态，最终影响雷达的调试效率。
7.如何兼容探测雷达支撑底座稳固性和机动性，保证激光雷达的安装效率和测试数据质量，成为急需解决的雷达支撑问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种具有智能水平和高度调整支撑装置和系统由结构，硬件电路，软件程序控制以及上位机协调配合，实现激光雷达扫描应用环境的快速移点和精准调试的用于大气污染探测雷达支撑装置及其控制电路。
9.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
10.一种用于大气污染探测雷达支撑装置，包括万向脚杯、液压地面伸展杆、电动液压推杆、伸缩杆支块、倾斜角度电子罗盘、升降机、旋转云台；
11.所述升降机底侧设置有液压地面伸展杆、倾斜角度电子罗盘，倾斜角度电子罗盘位于升降机底端；四个液压地面伸展杆分别设置在升降机底端外侧；
12.所述液压地面伸展杆与所述升降机安装有电动液压推杆、伸缩杆支块；
13.所述液压地面伸展杆通过转轴连接到升降机上，液压地面伸展杆上安装有电动液压推杆，电动液压推杆位于液压地面伸展杆下方电动液压推杆末端安装在伸缩杆支块底端的转轴上；
14.所述伸缩杆支块顶端固定在液压地面伸展杆与升降机连接的转轴外；
15.所述电动液压推杆与所述液压地面伸展杆之间通过转轴连接；
16.所述液压地面伸展杆外端设置有万向脚杯，万向脚杯通过螺纹连接柱连接到液压地面伸展杆底侧上；
17.四个所述液压地面伸展杆分别位于升降机的四个方向，相邻两个液压地面伸展杆之间的夹角为90
°
；
18.所述伸缩杆支块为l型，伸缩杆支块底端向外延伸；
19.所述升降机顶端设置有旋转云台，升降机、旋转云台之间通过多颗螺钉固定连接；
20.所述旋转云台顶端设置有安装架，安装架上安装大气污染探测雷达。
21.一种用于大气污染探测雷达支撑控制电路，包括mcu处理电路、电动液压推杆驱动电路、收缩找平控制电路、指示灯电路、电子罗盘数据采集电路、升降机驱动电路、电源电路、usb烧录电路、通信电路；
22.所述mcu处理电路分别与电动液压推杆驱动电路、收缩找平控制电路、指示灯电路、电子罗盘数据采集电路、升降机驱动电路、电源电路、usb烧录电路、通信电路连接；
23.所述mcu处理电路包含处理器u1、外围电路，外围电路包含振荡电路、复位电路；处理器u1为stm32f1系列芯片；处理器u1的vdd1引脚、vdd2引脚、vdd3引脚、vdd4引脚、vdda引脚、vbat引脚均输出3.3v，处理器u1的vss1引脚、vss2引脚、vss3引脚、vss4引脚、vssa引脚均接gnd2；处理器u1的pb2/boot1引脚通过电阻r112连接到gnd2，处理器u1的boot0引脚通过r23连接到gnd2；
24.两个所述振荡电路分别连接到处理器u1的pc14引脚和pc15引脚之间、处理器u1的pd0引脚和pd1引脚之间；处理器u1的pc14引脚、pc15引脚之间通过晶振x1连接，晶振x1上并
联有电容c29、gnd2、电容c30串联电路；处理器u1的pd0引脚、pd1引脚之间通过晶振x2连接，晶振x2上并联有电容c32、gnd2、电容c31串联电路；
25.所述复位电路电路连接到处理器u1的3.3v电压端；处理器u1的3.3v电压端通过r113通过电容c42连接到gnd2；电容c42上并联有开关sw2；
26.所述电动液压推杆驱动电路包括四个推杆驱动电路，四个推杆驱动电路对应控制四个电动液压推杆；推杆驱动电路包括电阻r、光耦tlp、电容c、电机j、mos管q；其中一个推杆驱动电路为处理器u1的3.3v输出端通过r119连接到光耦tlp18的阳脚引脚，光耦tlp18的发射极引脚连接到gnd1；光耦tlp18的集电极引脚连接到mos管q3的栅极，mos管q3的漏极连接到12v电压端，mos管q3的源级连接到电机j10的1端，电机j10的2端连接到gnd1上；mos管q3的源极通过电容c24、电阻r121连接到gnd1上；光耦tlp18的发射极引脚连接到gnd1上；替换电阻r、光耦tlp光耦、电容c、电机j、mos管q形成另外三个推杆驱动电路；光耦tlp18的阴脚引脚连接motor1；
27.所述收缩找平控制电路包括电机j4、电阻r10、电阻r11、电阻r12、光耦tlp4、mos管q7、电容c4、引脚key，3.3v电源通过电阻r11连接到光耦tlp4上的集电极引脚，光耦tlp4的阳脚引脚通过电阻r10连接3.3v电源端；光耦tlp4的阴脚引脚连接到电机j4的2端，电机j4的1端连接gnd1；光耦tlp18的发射极引脚连接到gnd1；3.3v电源通过电阻r11连接到mos管q7的栅极，mos管q7的漏极连接到3.3v电源；mos管q7的源极连接到引脚key；mos管q7的源极通过电容c4、电阻r12连接到gnd1；
28.所述指示灯电路包括电阻r114、电阻r115、电阻r116、电阻r117、发光二极管led5、发光二极管led6、发光二极管led7、发光二极管led8，3.3v电源分别通过电阻r114、发光二极管led5连接到led0，电阻r115、发光二极管led6连接到led1，电阻r116、发光二极管led7连接到led2，电阻r117、发光二极管led8连接到led3；
29.所述电子罗盘数据采集电路包括处理器u2、电容c6、芯片isp2，处理器u2的vcc引脚分别连接3.3v电源、电容c6；处理器u2的gnd引脚连接到gnd2；处理器u2的v3引脚连接到3.3v；处理器u2的两个nc引脚均连接到gnd2；芯片isp2的d 引脚通过电阻r16连接到3.3v；芯片ips2的gnd引脚连接到gnd2；isp2的通讯接口连接到电子罗盘通信端；所述电子罗盘数据采集电路由isp2接口和usb转换芯片ch340构成；
30.所述升降机驱动电路包括电阻r13、电阻r14、电阻r15、电容c5、光耦tlp5、mos管q8、电机j5，光耦tlp5阳脚引脚通过电阻r13连接3.3v电源，光耦tlp5的阴脚引脚连接motor4；光耦tlp5的发射极引脚连接gnd1；光耦tlp5的集电极连接mos管q8的栅极，mos管q8的漏极接12v电源；mos管q8的源极连接电机j5的1端，电机j5的2端连接gnd1；mos管的源极通过电容c5、电阻r15连接到gnd1；
31.所述电源电路包括处理器u23、电阻99、电阻r139、滑动电阻vr1、电容c25、电容c26、发光二极管led3，处理器u23的out引脚连接gnd2，处理器u23的2端通过发光二极管led3、电阻r99、电容c25连接到处理器u23的tab引脚；发光二极管led3、电阻r99上并联有电容c26；处理器u23的out端连接3.3v；处理器u23的tab引脚通过滑动变阻器vr1连接到gnd2上；处理器u23的in引脚连接12v电源；
32.所述usb烧录电路包括处理器u25、电容c34、电阻r104、电阻r105、电阻r106、电阻r107、二极管d1、三极管q1、三极管q2，处理器isp1，处理器u25的vcc的rts#引脚通过电阻
r104连接到三极管q1的基极上，三极管q1的集电极连接到3.3v电源，三极管q1的发射极通过电阻r105与处理器u1的boot0引脚连接；处理器u25的rts#引脚连接3.3v电源，处理器u25的rts#引脚通过电容c34连接到gnd2上；处理器的dtr#引脚通过电阻r106连接到三极管q2的基极上，三极管q2的发射极连接到rts；三极管q2的集电极通过电阻r107连接到3.3v电源，三极管q2的集电极连接二极管d1的阴极，二极管d1的阳极连接reset；处理器u25的v3引脚连接3.3v电源，处理器u25的两个nc引脚均连接gnd2；
33.所述通信电路包括处理器isp1、电阻r103，处理器isp1的d 引脚通过电阻r103连接到3.3v电源；处理器isp1的通讯接口连接程序烧录/上位机通讯。
34.本发明提供了一种用于大气污染探测雷达支撑装置及其控制电路，具有智能水平和高度调整支撑装置和系统由结构，硬件电路，软件程序控制以及上位机协调配合，实现激光雷达扫描应用环境的快速移点和精准调试的特点。本发明的有益效果：该支撑装置通过多方向的液压地面伸展杆增加该支撑装置的稳固性；该装置通过四个液压地面伸展杆及一个倾斜角度电子罗盘的相互智能配合，结合该装置的控制系统，实现升降机的自动找平；升降机采用智能电驱升降杆作为连接激光雷达与液压地面伸展杆的连接部分，可对升降机上方旋转云台安装的大气污染探测雷达连续升、降不同高度，结合控制系统，满足不同现场安装环境要求；
35.搬运该支撑装置时，通过电动液压推杆、伸缩杆支块将液压地面伸展杆收拢于升降机外侧，便于搬运；搬运到位置后，展开液压地面伸展杆，电动液压推杆、伸缩杆支块用于固定和调平升降机；采用四个伸缩杆支块，可实现一键式整体支撑底座的折叠收拢与展开，大大降低了人工工作量；同时通过液压地面伸展杆的收拢，也大大减小整体体积，提高其搬运的便捷性；
36.将电动液压推杆、伸缩杆支块设置于液压地面伸展杆下方，便于液压地面伸展杆收拢到升降机外侧时，缩小该装置的收拢体积，便于搬运；
37.当液压地面伸展杆收拢于升降机外侧时，伸缩杆支块作为该装置的制成底座，减少升降机的碰触损坏；
38.通过改变四个电动液压推杆的伸缩长度，结合可实时获得升降机底座倾斜角度的倾斜角度电子罗盘的监测数据，实现支撑架的整体智能找平；
39.四个不同方向的液压地面伸展杆外端分别设设置的万向脚杯，提高该装置与地面的支撑面积及摩擦力，提高底座对激光雷达在扫描旋转运动过程中的稳固性，克服激光雷达在扫描运行中的旋转惯性，防止倾倒；同时，万向脚杯与螺纹连接柱给液压地面伸展杆下方的电动液压推杆、伸缩杆支块，以及升降机底端的倾斜角度电子罗盘预留足够高度，避免剐蹭、碰触损伤倾斜角度电子罗盘；螺纹连接柱用于初次调节万向脚杯的高度，使升降机适用于电讯控制系统控制调平升降机顶侧的水平状态；
40.四个液压地面伸展杆增大支撑点间距，提升该装置的稳固性；
41.所述升降机通过电讯控制系统控制的控制系统可实现一定范围下的任意高度的调节；
42.在升降机上端安装的旋转云台，支持水平和倾斜两个维度的智能旋转控制，形成一套完整的大气污染探测雷达支撑和旋转系统，有效的支撑的大气污染探测激光雷达不同应用场景需求
43.该支撑控制电路的电动液压推杆驱动电路用于对四个液压推杆伸缩长度进行控制，并受控于mcu处理器；
44.mcu处理电路通过控制系统上电后，mcu处理电路首先进行系统初始化，指示灯初始化等，然后实时检测是否有按键按下；如果有按键按下，立即判断是“单击”还是“双击”，若为“单击”则先判断当前按下时间长短，长按即执行收缩程序，短按即执行伸展程序；在执行收缩或者伸展程序前，先判断当前支撑架所处的状态，若识别为长按并检测当前状态为收缩，就不执行收缩程序，对于短按操作同理，该设计可以防治误操作的产生；当程序识别为“双击”，则立即检测当前是否处于水平状态；若不是则执行找平程序，相应程序完成之后，需要对各状态参数进行更新，以便下一次使用；状态参数更新完成后，根据当前的状态产生，点亮相应的指示灯，以便操作者观察；
45.收缩找平控制电路主要实时对该装置外部设置的按钮进行识别，实现一键收缩或者一键找平；该装置侧面预留控制按钮，按击一次后，程序通过电路识别为一键收缩，连续按击两次后，程序通过电路识别为一键找平；
46.指示灯电路用于对支撑架的工作状态进行实时显示，方便使用者观察，设置有led0、led1、led2、led3分别对应的收缩指示灯、找平指示灯、正常/异常工作指示灯以及电源指示灯；
47.控制系统通过电子罗盘数据采集电路完成对该装置的当前倾角数据信息获取；
48.升降机驱动电路用于对升降机2的上升和下降控制，结合上位机的控制软件，完成激光雷达高度精准调节；
49.usb烧录电路和通信电路为复用电路，mcu电路调试期间，usb烧录电路的usb接口可负责将编写好的程序烧录到mcu处理电路中，在该装置工作期间，usb接口可作为普通的串口接口，与上位机进行通信，完成升降机的高度自动匹配控制；大气污染探测雷达的高度精准调节是通过该装置控制电路配合的控制系统、上位机算法以及云台共同完成的；上位机控制系统进入激光雷达高度调节程序后，上位机通过串口发送命令给旋转云台，使旋转云台处于水平状态，并通过串口发送命令给支撑架控制系统，调整升降机至最大高度状态，启动激光雷达采集程序，获得激光雷达回波信号，调用硬目标识别程序并返回0或者1,0代表无目标，1代表有目标；若无硬目标，则降低升降机高度，继续调用硬目标识别程序，如此循环，直到有硬目标出现为止，此时的高度被认为是最佳高度。
附图说明
50.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
51.图1为本发明一种用于大气污染探测雷达支撑装置的结构示意图；
52.图2为本发明一种用于大气污染探测雷达支撑装置的仰视结构示意图；
53.图3为本发明一种用于大气污染探测雷达支撑装置的液压地面伸展杆收缩接口示意图；
54.图4为本发明一种用于大气污染探测雷达支撑装置控制电路的mcu处理电路图；
55.图5为本发明一种用于大气污染探测雷达支撑装置控制电路的电动液压推杆驱动电路图；
56.图6为本发明一种用于大气污染探测雷达支撑装置控制电路的收缩找平控制电路
图；
57.图7为本发明一种用于大气污染探测雷达支撑装置控制电路的指示灯电路图；
58.图8为本发明一种用于大气污染探测雷达支撑装置控制电路的电子罗盘数据采集电路图；
59.图9为本发明一种用于大气污染探测雷达支撑装置控制电路的升降机驱动电路图；
60.图10为本发明一种用于大气污染探测雷达支撑装置控制电路的电源电路图；
61.图11为本发明一种用于大气污染探测雷达支撑装置控制电路的usb烧录电路图；
62.图12为本发明一种用于大气污染探测雷达支撑装置控制电路的通信电路图。
具体实施方式
63.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
64.一种用于大气污染探测雷达支撑装置，参见图1～3，包括万向脚杯1、液压地面伸展杆2、电动液压推杆3、伸缩杆支块4、倾斜角度电子罗盘5、升降机6、旋转云台7；
65.所述升降机6底侧设置有液压地面伸展杆2、倾斜角度电子罗盘5，倾斜角度电子罗盘5位于升降机6底端；四个液压地面伸展杆2分别设置在升降机6底端外侧；通过多方向的液压地面伸展杆2增加该支撑装置的稳固性；该装置通过四个液压地面伸展杆2及一个倾斜角度电子罗盘5的相互智能配合，结合该装置的控制系统，实现升降机6的自动找平；升降机6采用智能电驱升降杆作为连接激光雷达与液压地面伸展杆2的连接部分，可对升降机6上方旋转云台7安装的大气污染探测雷达连续升、降不同高度，结合控制系统，满足不同现场安装环境要求；
66.所述液压地面伸展杆2与所述升降机6安装有电动液压推杆3、伸缩杆支块4；搬运该支撑装置时，通过电动液压推杆3、伸缩杆支块4将液压地面伸展杆2收拢于升降机6外侧，便于搬运；搬运到位置后，展开液压地面伸展杆2，电动液压推杆3、伸缩杆支块4用于固定和调平升降机6；采用四个伸缩杆支块4，可实现一键式整体支撑底座的折叠收拢与展开，大大降低了人工工作量；同时通过液压地面伸展杆2的收拢，也大大减小整体体积，提高其搬运的便捷性；
67.所述液压地面伸展杆2通过转轴连接到升降机6上，液压地面伸展杆2上安装有电动液压推杆3，电动液压推杆3位于液压地面伸展杆2下方电动液压推杆3末端安装在伸缩杆支块4底端的转轴上；将电动液压推杆3、伸缩杆支块4设置于液压地面伸展杆2下方，便于液压地面伸展杆2收拢到升降机6外侧时，缩小该装置的收拢体积，便于搬运；
68.所述伸缩杆支块4顶端固定在液压地面伸展杆2与升降机6连接的转轴外；当液压地面伸展杆2收拢于升降机6外侧时，伸缩杆支块4作为该装置的制成底座，减少升降机6的碰触损坏；
69.所述电动液压推杆3与所述液压地面伸展杆2之间通过转轴连接；通过改变四个电动液压推杆3的伸缩长度，结合可实时获得升降机6底座倾斜角度的倾斜角度电子罗盘5的监测数据，实现支撑架的整体智能找平；
70.所述液压地面伸展杆2外端设置有万向脚杯1，万向脚杯1通过螺纹连接柱连接到液压地面伸展杆2底侧上；四个不同方向的液压地面伸展杆2外端分别设设置的万向脚杯1，
提高该装置与地面的支撑面积及摩擦力，提高底座对激光雷达在扫描旋转运动过程中的稳固性，克服激光雷达在扫描运行中的旋转惯性，防止倾倒；同时，万向脚杯1与螺纹连接柱给液压地面伸展杆2下方的电动液压推杆3、伸缩杆支块4，以及升降机6底端的倾斜角度电子罗盘5预留足够高度，避免剐蹭、碰触损伤倾斜角度电子罗盘5；螺纹连接柱用于初次调节万向脚杯1的高度，使升降机6适用于电讯控制系统控制调平升降机6顶侧的水平状态；
71.四个所述液压地面伸展杆2分别位于升降机6的四个方向，相邻两个液压地面伸展杆2之间的夹角为90
°
；四个液压地面伸展杆2增大支撑点间距，提升该装置的稳固性；
72.所述伸缩杆支块4为l型，伸缩杆支块4底端向外延伸；
73.所述升降机6顶端设置有旋转云台7，升降机6、旋转云台7之间通过多颗螺钉固定连接；所述升降机6通过电讯控制系统控制的控制系统可实现一定范围下的任意高度的调节；
74.所述旋转云台7顶端设置有安装架，安装架上安装大气污染探测雷达；在升降机6上端安装的旋转云台7，支持水平和倾斜两个维度的智能旋转控制，形成一套完整的大气污染探测雷达支撑和旋转系统，有效的支撑的大气污染探测激光雷达不同应用场景需求。
75.一种用于大气污染探测雷达支撑控制电路，包括mcu处理电路、电动液压推杆驱动电路、收缩找平控制电路、指示灯电路、电子罗盘数据采集电路、升降机驱动电路、电源电路、usb烧录电路、通信电路；
76.所述mcu处理电路分别与电动液压推杆驱动电路、收缩找平控制电路、指示灯电路、电子罗盘数据采集电路、升降机驱动电路、电源电路、usb烧录电路、通信电路连接；电动液压推杆驱动电路用于对四个液压推杆伸缩长度进行控制，并受控于mcu处理器；
77.如图4所示，所述mcu处理电路包含处理器u1、外围电路，外围电路包含振荡电路、复位电路；mcu处理电路形成最小控制系统；处理器u1为stm32f1系列芯片，stm32f1系列芯片功能强、通用性较强；处理器u1的vdd1引脚、vdd2引脚、vdd3引脚、vdd4引脚、vdda引脚、vbat引脚均输出3.3v，处理器u1的vss1引脚、vss2引脚、vss3引脚、vss4引脚、vssa引脚均接gnd2；处理器u1的pb2/boot1引脚通过电阻r112连接到gnd2，处理器u1的boot0引脚通过r23连接到gnd2；所述mcu处理电路的功能是对外部输入信号、识别、运算、处理以及控制，如按键识别、支撑杆驱动电机控制，mcu处理电路中集成设计的控制算法，结合外围驱动电路，实现本发明专利的核心控制功能；
78.两个所述振荡电路分别连接到处理器u1的pc14引脚和pc15引脚之间、处理器u1的pd0引脚和pd1引脚之间；处理器u1的pc14引脚、pc15引脚之间通过晶振x1连接，晶振x1上并联有电容c29、gnd2、电容c30串联电路；处理器u1的pd0引脚、pd1引脚之间通过晶振x2连接，晶振x2上并联有电容c32、gnd2、电容c31串联电路；
79.所述复位电路电路连接到处理器u1的3.3v电压端；处理器u1的3.3v电压端通过r113通过电容c42连接到gnd2；电容c42上并联有开关sw2；mcu处理电路通过控制系统上电后，mcu处理电路首先进行系统初始化，指示灯初始化等，然后实时检测是否有按键按下；如果有按键按下，立即判断是“单击”还是“双击”，若为“单击”则先判断当前按下时间长短，长按即执行收缩程序，短按即执行伸展程序；在执行收缩或者伸展程序前，先判断当前支撑架所处的状态，若识别为长按并检测当前状态为收缩，就不执行收缩程序，对于短按操作同理，该设计可以防治误操作的产生；当程序识别为“双击”，则立即检测当前是否处于水平状
态；若不是则执行找平程序，相应程序完成之后，需要对各状态参数进行更新，以便下一次使用；状态参数更新完成后，根据当前的状态产生，点亮相应的指示灯，以便操作者观察；
80.如图5所示，所述电动液压推杆驱动电路包括四个推杆驱动电路，四个推杆驱动电路对应控制四个电动液压推杆3；推杆驱动电路包括电阻r、光耦tlp、电容c、电机j、mos管q；其中一个推杆驱动电路为处理器u1的3.3v输出端通过r119连接到光耦tlp18的阳脚引脚，光耦tlp18的发射极引脚连接到gnd1；光耦tlp18的集电极引脚连接到mos管q3的栅极，mos管q3的漏极连接到12v电压端，mos管q3的源级连接到电机j10的1端，电机j10的2端连接到gnd1上；mos管q3的源极通过电容c24、电阻r121连接到gnd1上；光耦tlp18的发射极引脚连接到gnd1上；替换电阻r、光耦tlp光耦、电容c、电机j、mos管q形成另外三个推杆驱动电路；光耦tlp18的阴脚引脚连接motor1；所述电动液压推杆驱动电路为mcu外围驱动电路之一；mcu处理电路通过内置的算法，驱动光耦tlp的motor1-motor4引脚，如对motor1的控制实现如下：当motor1为低电平时，光耦tlp18的发光二极管导通，驱动光耦tlp18的集电极引脚和发射极引脚导通，此时mos管q3的栅极为低电平，处于截止状态，电机j10没有电压输出，电动液压推杆电机不工作；反之，当motor1为高电平时，光耦tlp18发光侧不工作，光耦tlp18的4号脚和3号脚不导通，此时mos管q3栅极为高电平，处于导通状态，mos管q3的栅极和漏极导通，电机j10有12v电压输出，电动液压推杆电机工作，因此，利用mcu处理电路控制motor1的高低电平即可控制动液压推杆电机工作状态；
81.如图6所示，所述收缩找平控制电路包括电机j4、电阻r10、电阻r11、电阻r12、光耦tlp4、mos管q7、电容c4、引脚key，3.3v电源通过电阻r11连接到光耦tlp4上的集电极引脚，光耦tlp4的阳脚引脚通过电阻r10连接3.3v电源端；光耦tlp4的阴脚引脚连接到电机j4的2端，电机j4的1端连接gnd1；光耦tlp4的发射极引脚连接到gnd1；3.3v电源通过电阻r11连接到mos管q7的栅极，mos管q7的漏极连接到3.3v电源；mos管q7的源极连接到引脚key；mos管q7的源极通过电容c4、电阻r12连接到gnd1；收缩找平控制电路主要实时对该装置外部设置的按钮进行识别，实现一键收缩或者一键找平；该装置侧面预留控制按钮，按击一次后，程序通过电路识别为一键收缩，连续按击两次后，程序通过电路识别为一键找平；所述收缩找平控制电路，其主要是识别外部开关，从电机j4接入的状态，分为点击和双击，其主要原理如下：当电机j4按键按下时，光耦tlp4的阴脚引脚与地连接，此时光耦tlp4发光管导通，触发光耦tlp4的集电极引脚和发射极引脚连通，此时mos管q7的栅极接地，mos管q7不导通，引脚key为低电平，反之，当电机j4按键未按下时，光耦tlp4的发光管没有电流流过，处于关闭状态，此时光耦tlp4的集电极引脚为高电平，触发mos管q7导通，此时引脚key为高电平，因此，电机j4是否按下反映在引脚key值上即为高低电平，结合mcu的中断资源和逻辑设计，可判断电机j4是单击还是双击；
82.如图7所示，所述指示灯电路包括电阻r114、电阻r115、电阻r116、电阻r117、发光二极管led5、发光二极管led6、发光二极管led7、发光二极管led8，3.3v电源分别通过电阻r114、发光二极管led5连接到led0，电阻r115、发光二极管led6连接到led1，电阻r116、发光二极管led7连接到led2，电阻r117、发光二极管led8连接到led3；指示灯电路用于对支撑架的工作状态进行实时显示，方便使用者观察，设置有led0、led1、led2、led3分别对应的收缩指示灯、找平指示灯、正常/异常工作指示灯以及电源指示灯；所述指示灯电路利用mcu的gpio引脚进行控制，当led1引脚为高电平时，发光二级管不导通，不发光；反之，当led1引脚
为低电平时，发光二级管导通，发光；
83.如图8所示，所述电子罗盘数据采集电路包括处理器u2、电容c6、芯片isp2，处理器u2的vcc引脚分别连接3.3v电源、电容c6；处理器u2的gnd引脚连接到gnd2；处理器u2的v3引脚连接到3.3v；处理器u2的两个nc引脚均连接到gnd2；芯片isp2的d 引脚通过电阻r16连接到3.3v；芯片ips2的gnd引脚连接到gnd2；isp2的通讯接口连接到电子罗盘通信端；控制系统通过电子罗盘数据采集电路完成对该装置的当前倾角数据信息获取；所述电子罗盘数据采集电路由isp2接口和usb转换芯片ch340构成，实现mcu与电子罗盘的数据通信；
84.如图9所示，所述升降机驱动电路包括电阻r13、电阻r14、电阻r15、电容c5、光耦tlp5、mos管q8、电机j5，光耦tlp5阳脚引脚通过电阻r13连接3.3v电源，光耦tlp5的阴脚引脚连接motor4；光耦tlp5的发射极引脚连接gnd1；光耦tlp5的集电极连接mos管q8的栅极，mos管q8的漏极接12v电源；mos管q8的源极连接电机j5的1端，电机j5的2端连接gnd1；mos管的源极通过电容c5、电阻r15连接到gnd1；升降机驱动电路用于对升降机2的上升和下降控制，结合上位机的控制软件，完成激光雷达高度精准调节；
85.如图10所示，所述电源电路包括处理器u23、电阻99、电阻r139、滑动电阻vr1、电容c25、电容c26、发光二极管led3，处理器u23的out引脚连接gnd2，处理器u23的2端通过发光二极管led3、电阻r99、电容c25连接到处理器u23的tab引脚；发光二极管led3、电阻r99上并联有电容c26；处理器u23的out端连接3.3v；处理器u23的tab引脚通过滑动变阻器vr1连接到gnd2上；处理器u23的in引脚连接12v电源；所述电源电路选用输出可调的lm1084is-3.3模块，将外部输入的12v电压转换为mcu所需要的3.3v电压，并且增加了指示灯，方便直接观察电源的有无；
86.如图11所示，所述usb烧录电路包括处理器u25、电容c34、电阻r104、电阻r105、电阻r106、电阻r107、二极管d1、三极管q1、三极管q2，处理器isp1，处理器u25的vcc的rts#引脚通过电阻r104连接到三极管q1的基极上，三极管q1的集电极连接到3.3v电源，三极管q1的发射极通过电阻r105与处理器u1的boot0引脚连接；处理器u25的rts#引脚连接3.3v电源，处理器u25的rts#引脚通过电容c34连接到gnd2上；处理器的dtr#引脚通过电阻r106连接到三极管q2的基极上，三极管q2的发射极连接到rts；三极管q2的集电极通过电阻r107连接到3.3v电源，三极管q2的集电极连接二极管d1的阴极，二极管d1的阳极连接reset；处理器u25的v3引脚连接3.3v电源，处理器u25的两个nc引脚均连接gnd2；所述usb烧录电路实现mcu程序的远程烧录，通过串口转usb芯片ch340c的dtr#和rts#引脚的信号控制一键下载电路，从而间接控制stm32的reset和boot0引脚的信号，达到通过串口一键下载和运行的效果；其主要原理如下：首先，利用程序烧录软件mcuisp控制dtr输出低电平，则dtr#引脚输出高，然后ch340_rts置高，则ch340_rts#引脚输出低，mos管q3导通了，boot0被拉高，即实现设置boot0为1；同时三极管q2也会导通，mcu的复位脚被拉低，实现复位；随后，延时100ms后，mcuisp软件控制dtr为高电平，则dtr#引脚输出低电平，rts维持高电平，则rts#引脚继续为低电平，此时，mcu的复位引脚，由于三极管q2不再导通，变为高电平，mcu结束复位，但boot0还是维持为1，从而进入isp模式，接着mcuisp就可以开始连接mcu下载代码，从而实现一键下载；
87.如图12所示，所述通信电路包括处理器isp1、电阻r103，处理器isp1的d 引脚通过电阻r103连接到3.3v电源；处理器isp1的通讯接口连接程序烧录/上位机通讯；usb烧录电
路和通信电路为复用电路，mcu电路调试期间，usb烧录电路的usb接口可负责将编写好的程序烧录到mcu处理电路中，在该装置工作期间，usb接口可作为普通的串口接口，与上位机进行通信，完成升降机的高度自动匹配控制；大气污染探测雷达的高度精准调节是通过该装置控制电路配合的控制系统、上位机算法以及云台共同完成的；上位机控制系统进入激光雷达高度调节程序后，上位机通过串口发送命令给旋转云台，使旋转云台处于水平状态，并通过串口发送命令给支撑架控制系统，调整升降机至最大高度状态，启动激光雷达采集程序，获得激光雷达回波信号，调用硬目标识别程序并返回0或者1,0代表无目标，1代表有目标；若无硬目标，则降低升降机高度，继续调用硬目标识别程序，如此循环，直到有硬目标出现为止，此时的高度被认为是最佳高度。
88.本发明的工作原理：
89.本发明的该支撑装置通过多方向的液压地面伸展杆2增加该支撑装置的稳固性；该装置通过四个液压地面伸展杆2及一个倾斜角度电子罗盘5的相互智能配合，结合该装置的控制系统，实现升降机6的自动找平；升降机6采用智能电驱升降杆作为连接激光雷达与液压地面伸展杆2的连接部分，可对升降机6上方旋转云台7安装的大气污染探测雷达连续升、降不同高度，结合控制系统，满足不同现场安装环境要求；
90.搬运该支撑装置时，通过电动液压推杆3、伸缩杆支块4将液压地面伸展杆2收拢于升降机6外侧，便于搬运；搬运到位置后，展开液压地面伸展杆2，电动液压推杆3、伸缩杆支块4用于固定和调平升降机6；采用四个伸缩杆支块4，可实现一键式整体支撑底座的折叠收拢与展开，大大降低了人工工作量；同时通过液压地面伸展杆2的收拢，也大大减小整体体积，提高其搬运的便捷性；
91.将电动液压推杆3、伸缩杆支块4设置于液压地面伸展杆2下方，便于液压地面伸展杆2收拢到升降机6外侧时，缩小该装置的收拢体积，便于搬运；
92.当液压地面伸展杆2收拢于升降机6外侧时，伸缩杆支块4作为该装置的制成底座，减少升降机6的碰触损坏；
93.通过改变四个电动液压推杆3的伸缩长度，结合可实时获得升降机6底座倾斜角度的倾斜角度电子罗盘5的监测数据，实现支撑架的整体智能找平；
94.四个不同方向的液压地面伸展杆2外端分别设设置的万向脚杯1，提高该装置与地面的支撑面积及摩擦力，提高底座对激光雷达在扫描旋转运动过程中的稳固性，克服激光雷达在扫描运行中的旋转惯性，防止倾倒；同时，万向脚杯1与螺纹连接柱给液压地面伸展杆2下方的电动液压推杆3、伸缩杆支块4，以及升降机6底端的倾斜角度电子罗盘5预留足够高度，避免剐蹭、碰触损伤倾斜角度电子罗盘5；螺纹连接柱用于初次调节万向脚杯1的高度，使升降机6适用于电讯控制系统控制调平升降机6顶侧的水平状态；
95.四个液压地面伸展杆2增大支撑点间距，提升该装置的稳固性；
96.所述升降机6通过电讯控制系统控制的控制系统可实现一定范围下的任意高度的调节；
97.在升降机6上端安装的旋转云台7，支持水平和倾斜两个维度的智能旋转控制，形成一套完整的大气污染探测雷达支撑和旋转系统，有效的支撑的大气污染探测激光雷达不同应用场景需求；
98.该支撑控制电路的电动液压推杆驱动电路用于对四个液压推杆伸缩长度进行控
制，并受控于mcu处理器；
99.mcu处理电路通过控制系统上电后，mcu处理电路首先进行系统初始化，指示灯初始化等，然后实时检测是否有按键按下；如果有按键按下，立即判断是“单击”还是“双击”，若为“单击”则先判断当前按下时间长短，长按即执行收缩程序，短按即执行伸展程序；在执行收缩或者伸展程序前，先判断当前支撑架所处的状态，若识别为长按并检测当前状态为收缩，就不执行收缩程序，对于短按操作同理，该设计可以防治误操作的产生；当程序识别为“双击”，则立即检测当前是否处于水平状态；若不是则执行找平程序，相应程序完成之后，需要对各状态参数进行更新，以便下一次使用；状态参数更新完成后，根据当前的状态产生，点亮相应的指示灯，以便操作者观察；
100.收缩找平控制电路主要实时对该装置外部设置的按钮进行识别，实现一键收缩或者一键找平；该装置侧面预留控制按钮，按击一次后，程序通过电路识别为一键收缩，连续按击两次后，程序通过电路识别为一键找平；
101.指示灯电路用于对支撑架的工作状态进行实时显示，方便使用者观察，设置有led0、led1、led2、led3分别对应的收缩指示灯、找平指示灯、正常/异常工作指示灯以及电源指示灯；
102.控制系统通过电子罗盘数据采集电路完成对该装置的当前倾角数据信息获取；
103.升降机驱动电路用于对升降机2的上升和下降控制，结合上位机的控制软件，完成激光雷达高度精准调节；
104.usb烧录电路和通信电路为复用电路，mcu电路调试期间，usb烧录电路的usb接口可负责将编写好的程序烧录到mcu处理电路中，在该装置工作期间，usb接口可作为普通的串口接口，与上位机进行通信，完成升降机的高度自动匹配控制；大气污染探测雷达的高度精准调节是通过该装置控制电路配合的控制系统、上位机算法以及云台共同完成的；上位机控制系统进入激光雷达高度调节程序后，上位机通过串口发送命令给旋转云台，使旋转云台处于水平状态，并通过串口发送命令给支撑架控制系统，调整升降机至最大高度状态，启动激光雷达采集程序，获得激光雷达回波信号，调用硬目标识别程序并返回0或者1,0代表无目标，1代表有目标；若无硬目标，则降低升降机高度，继续调用硬目标识别程序，如此循环，直到有硬目标出现为止，此时的高度被认为是最佳高度。
105.本发明提供了一种用于大气污染探测雷达支撑装置及其控制电路，具有智能水平和高度调整支撑装置和系统由结构，硬件电路，软件程序控制以及上位机协调配合，实现激光雷达扫描应用环境的快速移点和精准调试的特点。本发明的有益效果：该支撑装置通过多方向的液压地面伸展杆2增加该支撑装置的稳固性；该装置通过四个液压地面伸展杆2及一个倾斜角度电子罗盘5的相互智能配合，结合该装置的控制系统，实现升降机6的自动找平；升降机6采用智能电驱升降杆作为连接激光雷达与液压地面伸展杆2的连接部分，可对升降机6上方旋转云台7安装的大气污染探测雷达连续升、降不同高度，结合控制系统，满足不同现场安装环境要求；
106.搬运该支撑装置时，通过电动液压推杆3、伸缩杆支块4将液压地面伸展杆2收拢于升降机6外侧，便于搬运；搬运到位置后，展开液压地面伸展杆2，电动液压推杆3、伸缩杆支块4用于固定和调平升降机6；采用四个伸缩杆支块4，可实现一键式整体支撑底座的折叠收拢与展开，大大降低了人工工作量；同时通过液压地面伸展杆2的收拢，也大大减小整体体
积，提高其搬运的便捷性；
107.将电动液压推杆3、伸缩杆支块4设置于液压地面伸展杆2下方，便于液压地面伸展杆2收拢到升降机6外侧时，缩小该装置的收拢体积，便于搬运；
108.当液压地面伸展杆2收拢于升降机6外侧时，伸缩杆支块4作为该装置的制成底座，减少升降机6的碰触损坏；
109.通过改变四个电动液压推杆3的伸缩长度，结合可实时获得升降机6底座倾斜角度的倾斜角度电子罗盘5的监测数据，实现支撑架的整体智能找平；
110.四个不同方向的液压地面伸展杆2外端分别设设置的万向脚杯1，提高该装置与地面的支撑面积及摩擦力，提高底座对激光雷达在扫描旋转运动过程中的稳固性，克服激光雷达在扫描运行中的旋转惯性，防止倾倒；同时，万向脚杯1与螺纹连接柱给液压地面伸展杆2下方的电动液压推杆3、伸缩杆支块4，以及升降机6底端的倾斜角度电子罗盘5预留足够高度，避免剐蹭、碰触损伤倾斜角度电子罗盘5；螺纹连接柱用于初次调节万向脚杯1的高度，使升降机6适用于电讯控制系统控制调平升降机6顶侧的水平状态；
111.四个液压地面伸展杆2增大支撑点间距，提升该装置的稳固性；
112.所述升降机6通过电讯控制系统控制的控制系统可实现一定范围下的任意高度的调节；
113.在升降机6上端安装的旋转云台7，支持水平和倾斜两个维度的智能旋转控制，形成一套完整的大气污染探测雷达支撑和旋转系统，有效的支撑的大气污染探测激光雷达不同应用场景需求；
114.该支撑控制电路的电动液压推杆驱动电路用于对四个液压推杆伸缩长度进行控制，并受控于mcu处理器；
115.mcu处理电路通过控制系统上电后，mcu处理电路首先进行系统初始化，指示灯初始化等，然后实时检测是否有按键按下；如果有按键按下，立即判断是“单击”还是“双击”，若为“单击”则先判断当前按下时间长短，长按即执行收缩程序，短按即执行伸展程序；在执行收缩或者伸展程序前，先判断当前支撑架所处的状态，若识别为长按并检测当前状态为收缩，就不执行收缩程序，对于短按操作同理，该设计可以防治误操作的产生；当程序识别为“双击”，则立即检测当前是否处于水平状态；若不是则执行找平程序，相应程序完成之后，需要对各状态参数进行更新，以便下一次使用；状态参数更新完成后，根据当前的状态产生，点亮相应的指示灯，以便操作者观察；
116.收缩找平控制电路主要实时对该装置外部设置的按钮进行识别，实现一键收缩或者一键找平；该装置侧面预留控制按钮，按击一次后，程序通过电路识别为一键收缩，连续按击两次后，程序通过电路识别为一键找平；
117.指示灯电路用于对支撑架的工作状态进行实时显示，方便使用者观察，设置有led0、led1、led2、led3分别对应的收缩指示灯、找平指示灯、正常/异常工作指示灯以及电源指示灯；
118.控制系统通过电子罗盘数据采集电路完成对该装置的当前倾角数据信息获取；
119.升降机驱动电路用于对升降机2的上升和下降控制，结合上位机的控制软件，完成激光雷达高度精准调节；
120.usb烧录电路和通信电路为复用电路，mcu电路调试期间，usb烧录电路的usb接口
可负责将编写好的程序烧录到mcu处理电路中，在该装置工作期间，usb接口可作为普通的串口接口，与上位机进行通信，完成升降机的高度自动匹配控制；大气污染探测雷达的高度精准调节是通过该装置控制电路配合的控制系统、上位机算法以及云台共同完成的；上位机控制系统进入激光雷达高度调节程序后，上位机通过串口发送命令给旋转云台，使旋转云台处于水平状态，并通过串口发送命令给支撑架控制系统，调整升降机至最大高度状态，启动激光雷达采集程序，获得激光雷达回波信号，调用硬目标识别程序并返回0或者1,0代表无目标，1代表有目标；若无硬目标，则降低升降机高度，继续调用硬目标识别程序，如此循环，直到有硬目标出现为止，此时的高度被认为是最佳高度。
121.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。