一种车载边坡雷达的自动调平系统及其方法与流程

1.本发明涉及雷达测量技术领域，尤其是涉及一种车载边坡雷达的自动调平系统及其方法。


背景技术：

2.我国地形复杂多样，山地面积占全国总面积的2/3。除此之外，还有广阔的高原、盆地等，地形种类齐全，地质构造复杂。在自然因素和人为因素的共同影响下，边坡失稳导致的灾害频繁发生，为了更好地研究边坡位移的运动特征和规律，并且能够在失稳前进行预警，车载边坡雷测量技术达以其精度高、无需布设测量点、获取变形图像速度快和非接触式的大场景全天候工作优点在国内外得到了快速发展，目前，该技术实现了国内自主研发，摆脱了国外技术的垄断。
3.车载边坡雷达是布设在监测目标体较近距离地面上的雷达测量系统的统称，因此地基雷达系统能够根据观测目标形变场的演化特征灵活安置，以毫米-亚毫米级监测精度对目标体进行实时监测，在地质灾害监测、边坡稳定性监测、应急救援等多个领域中得到广泛应用。为了保证雷达系统的稳定运行并获取高精度监测数据，在实际使用过程中需保持边坡雷达处于水平状态。现有的国内外边坡雷达多采用现场人工调平或以具备调平功能的特种作业车辆和工程车为平台，人工调平需多人协作，难度大、效率低；已有的车载平台受限于车辆属性的限制，通过性较差且均采用液压装置调平，需单独提供动力同时受环境温度影响大。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种车载边坡雷达的自动调平系统及其方法，自动调平系统中通过水平传感器将实时倾斜角度信息传输至中央控制器，中央控制器在根据实时倾斜角度信息控制支撑结构运动，完成车载边坡雷达的自动调平，实现非人工的自动调平，其精度高、稳定性好，同时不受环境温度变化等外界因素的影响。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种车载边坡雷达的自动调平系统，包括水平度传感器、中央控制器和至少四个支撑结构；
6.所述水平度传感器包括倾斜角度信息输出端，所述中央控制器包括倾斜角度信息接收端和控制信息输出端，所述支撑结构包括控制信息接收端；
7.所述倾斜角度信息输出端与所述倾斜角度信息接收端通信连接，所述控制信息输出端与所述控制信息接收端电连接；所述中央处理器用于根据所述倾斜角度信息接收端接收到的实时倾斜角度信息控制所述支撑结构运动，实现所述车载边坡雷达的自动调平。
8.可选的，所述支撑结构包括支撑子结构和压力传感器；
9.所述支撑子结构包括所述控制信息接收端；
10.所述压力传感器包括压力信息输出端，所述中央处理器还包括压力信息接收端，所述压力信息输出端与所述压力信息接收端通信连接；所述中央处理器还用于根据所述压
力信息接收端接收到的压力信息控制至少四个所述支撑结构同时等幅度运动。
11.可选的，所述支撑子结构包括直流伺服电机、直流驱动电机和支撑本体；
12.所述直流伺服电机包括所述控制信息接收端和直流控制信息输出端，所述直流驱动电机包括直流控制信号接收端和驱动信息输出端，所述支撑本体包括驱动信号接收端；所述直流控制信息输出端与所述直流控制信号接收端电连接，所述驱动信息输出端与所述驱动信号接收端电连接。
13.可选的，所述支撑子结构还包括减速器，所述驱动信息输出端和所述驱动信号接收端通过所述减速器电连接。
14.可选的，所述支撑本体包括螺旋副，所述螺旋副包括所述驱动信号接收端。
15.可选的，所述压力传感器设置于所述支撑子结构的顶部；
16.所述压力传感器包括第一传感面和第二传感面；
17.所述第一传感面位于所述压力传感器靠近所述支撑子结构的一侧，所述第一传感面上设有至少一个第一连接件，所述第一连接件用于连接所述支撑子结构；
18.所述第二传感面位于所述压力传感器远离所述支撑子结构的一侧，所述第二传感面上设有至少一个第二连接件，所述第二连接件与所述车载边坡雷达接触。
19.可选的，所述自动调平系统还包括输入控制模块；
20.所述输入控制模块包括外部控制信号输出端；
21.所述中央控制器包括外部控制信号接收端；
22.所述外部控制信号输出端与所述外部控制信号接收端电连接，所述中央控制器根据所述外部控制信号接收端接收水平信息调整信息。
23.可选的，所述自动调平系统还包括显示模块；
24.所述显示模块包括显示信号接收端；
25.所述中央控制器包括显示信号输出端；
26.所述显示信号接收端与所述显示信号输出端电连接，所述显示模块用于显示初始化倾斜角度信息和所述实时倾斜角度信息。
27.第二方面，本发明实施例还提供了一种车载边坡雷达的自动调平方法，应用于第一方面任一项所述的自动调平系统，所述自动调平方法包括：
28.接收实时倾斜角度信息；
29.根据所述实时倾斜角度信息控制所述支撑结构运动，实现所述车载边坡雷达的自动调平。
30.可选的，所述支撑结构包括支撑子结构和压力传感器；
31.所示支撑子结构包括所述控制信息接收端；所述压力传感器包括压力信息输出端，所述中央处理器还包括压力信息接收端，所述压力信息输出端与所述压力信息接收端通信连接；
32.所述自动调平方法还包括：
33.接收压力信息；
34.根据所述压力信息控制至少四个所述支撑结构同时等幅度运动。
35.本发明实施例提供的一种车载边坡雷达的自动调平系统，自动调平系统包括水平传感器、中央控制器和至少四个支撑结构，其中水平传感器将实时倾斜角度信息传输至中
央控制器，中央控制器在根据实时倾斜角度信息控制支撑结构运动，实现车载边坡雷达的自动调平。本发明实施例提供的自动调平系统实现非人工现场调平，智能化程度高、调平速度快且精准，可避免现有技术中液压系统的诸多缺点，并且适用于各类具有边坡雷达系统的车辆。
附图说明
36.为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。
37.图1是本发明实施例提供的一种自动调平系统的结构示意图；
38.图2是本发明实施例提供的另一种自动调平系统的结构示意图；
39.图3是本发明实施例提供的一种支撑结构的结构示意图；
40.图4是本发明实施例提供的一种压力传感器传感面的结构示意图；
41.图5是本发明实施例提供的一种自动调平方法的流程示意图；
42.图6是本发明实施例提供的另一种自动调平方法的流程示意图。
具体实施方式
43.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本发明的技术方案。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本发明的保护范围之内。
44.本发明实施例提供的一种自动调平系统，图1是本发明实施例提供的一种自动调平系统的结构示意图，如图1所示，一种车载边坡雷达的自动调平系统10，包括水平度传感器110、中央控制器120和至少四个支撑结构130(图1以一个支撑结构130为例进行说明)；
45.水平度传感器110包括倾斜角度信息输出端110a，中央控制器120包括倾斜角度信息接收端120a和控制信息输出端120b，支撑结构130包括控制信息接收端130a；
46.倾斜角度信息输出端110a与倾斜角度信息接收端120a通信连接，控制信息输出端120b与控制信息接收端130a电连接；中央处理器120用于根据倾斜角度信息接收端120a接收到的实时倾斜角度信息控制支撑结构130运动，实现车载边坡雷达(图中未示出)的自动调平。
47.其中，水平传感器110将获取的实时倾斜角度信息传输至中央控制器120，中央控制器120根据接收到的实时倾斜角度信息控制支撑结构130运动，进行车载边坡雷达的自动调平。具体的，为了实现车载边坡雷达的自动调平，水平传感器110实时获取车载边坡雷达的倾斜角度信息。通过倾斜角度信息输出端110a与倾斜角度信息接收端120a通信连接，实现水平传感器110将获取的实时倾斜角度信息传输至中央控制器120。中央控制器120基于获取的实时倾斜角度信息判断车载边坡雷达的倾斜程度，基于倾斜程度进行调平。通过控制信息输出端120b与控制信息接收端130a电连接，实现中央控制器120根据接收到的实时倾斜角度信息控制支撑结构130运动，支撑结构130进行相应的升降调整实现车载边坡雷达
的调平。
48.示例的，本发明实施例提供的一种自动调平系统至少包括四个支撑结构130，其中四个支撑结构130即可以实现自动调平系统10对车载边坡雷达的调平，但支撑结构130数量的增加，支撑结构130之间距离减小。通过对更多的支撑结构130进行高度调整，保证车载边坡雷达在各个角度均得到调平控制，使得自动调平系统10的调平结构更加平稳。本发明实施例对支撑结构的数量不做具体的限定。具体的，中央控制器120根据接收到的实时倾斜角度信息控制不同支撑结构130运动，不同支撑结构130进行不同程度或者相同程度的升降调整实现车载边坡雷达的调平。
49.综上，本发明实施例提供的一种车载边坡雷达的自动调平系统，该自动调平系统包括水平传感器、中央控制器和至少四个支撑结构，其中水平传感器将实时倾斜角度信息传输至中央控制器，中央控制器在根据实时倾斜角度信息控制支撑结构运动，实现车载边坡雷达的自动调平。本发明实施例提供的自动调平系统实现非人工现场调平，智能化程度高、调平速度快且精准，可避免现有技术中液压系统的诸多缺点，并且适用于各类具有边坡雷达系统的车辆。
50.图2是本发明实施例提供的另一种自动调平系统的结构示意图，如图2所示，支撑结构130包括支撑子结构131和压力传感器132；
51.支撑子结构131包括控制信息接收端130a；
52.压力传感器132包括压力信息输出端132a，中央处理器120还包括压力信息接收端120c，压力信息输出端132a与压力信息接收端120c通信连接；中央处理器120还用于根据压力信息接收端120c接收到的压力信息控制至少四个支撑结构130同时等幅度运动。
53.其中，支撑结构130包括支撑子结构131和压力传感器132。中央控制器120根据接收到的实时倾斜角度控制支撑子结构131，为实现车载边坡雷达的调平，进而控制支撑结构130的上升和下降，实现车载边坡雷达的调平。支撑结构130在上升和下降过程中产生不同的压力值，压力传感器132可以获取支撑结构130产生的压力值。通过将压力传感器132获取的压力值传输至中央控制器120，中央控制器120根据接收到的压力信息控制至少四个支撑结构130同时等幅度运动，调整支撑结构130产生的压力值处于正常的压力范围，提升自动调平系统10的安全稳定性，支撑结构130之间受到的压力均衡，提升自动调平系统10的使用寿命。
54.示例性的，本发明实施例提供的自动调平系统中以有四个支撑结构为例进行说明，每个支撑结构130包括一个压力传感器132，通过压力传感器132获取支撑结构130的压力值，判断主动调平系统中四个支撑结构130的压力值是否正常。当四个支撑结构130的压力值相等或位于同一数量级相差不大时，支撑结构130产生的压力值处于正常的压力范围，将获取的压力值传输至中央控制器120实现车载边坡雷达的调平。当三个支撑结构130的压力传感器检测到压力值，另一个支撑结构130的压力传感器未检测到压力值；或者，三个支撑结构130的压力传感器检测到压力值较大，例如1吨，另一个支撑结构130的压力传感器检测到压力值较小，例如10千克，即检测到的压力值不属于同一个数量级相差较大时，支撑结构130产生的压力值处于不正常的压力范围，将获取的压力值传输至中央控制器120，中央控制器120根据接收到的压力信息控制至少四个支撑结构130同时等幅度的上升或下降的运动，在保证车载边坡雷达的平衡状态情况下，调整支撑结构130产生的压力值处于正常的
压力范围，实现车载边坡雷达的调平。通过设置压力传感器132可以解决当前自动调平系统中可能会存在的“虚腿现象”，即支撑结构130产生的压力值处于不正常的压力范围。提升车载边坡雷达的自动调平系统的稳定性。
55.继续参考图2所示，本发明实施例提供的自动调平系统10中支撑子结构131包括直流伺服电机133、直流驱动电机134和支撑本体135；
56.直流伺服电机133包括控制信息接收端130a和直流控制信息输出端133a，直流驱动电机134包括直流控制信号接收端134a和驱动信息输出端134b，支撑本体135包括驱动信号接收端135a；直流控制信息输出端133a与直流控制信号接收端134a电连接，驱动信息输出端134b与驱动信号接收端135a电连接。
57.其中，支撑子结构131包括直流伺服电机133、直流驱动电机134和支撑本体135。直流伺服电机133获取中央控制器120输出的控制支撑结构130运动的控制信息，直流伺服电机133根据获取的控制信息输出直流控制信号至直流驱动电机134，直流驱动电机134根据获取的直流驱动信号产生驱动信号，实现支撑结构130的上升或下降的运动。具体的，直流驱动电机134还带有电子抱闸(图中未示出)，具有断电立即锁止的功能，防止支撑结构130在支撑受力的状态下进行上升或者下降的运动，提升自动调平系统10的安全稳定性。
58.继续参考图2所示，支撑子结构131还包括减速器136，驱动信息输出端134b和驱动信号接收端135a通过减速器136电连接。
59.具体的，支撑子结构131还包括减速器136。直流驱动电机134与减速器136相连接，减速器136可以放大直流驱动电机134的扭矩，更准确的实现支撑结构130的上升和下降运动，提升自动调平系统10的准确性。
60.继续参考图2所示，支撑本体135包括螺旋副137，螺旋副137包括驱动信号接收端135a。
61.其中，支撑本体135包括螺旋副137。支撑结构130采用螺旋副137实现整体结构的上升和下降运动。具体的，螺旋副137具有刚性好、传动效率高和调整精度高的优点。示例性的，支撑结构130采用螺旋副137，其调整的精度可以达到0.05毫米，并且保证承受能力强，可以承载8吨的重量。并且保证自动调节系统10可以满足在恶劣环境下正常工作的要求。
62.图3是本发明实施例提供的一种支撑结构的结构示意图，图4是本发明实施例提供的一种压力传感器传感面的结构示意图，参考图2至图4所示，压力传感器132设置于支撑子结构131的顶部；
63.压力传感器132包括第一传感面a和第二传感面b；
64.第一传感面a位于压力传感器132靠近支撑子结构131的一侧，第一传感面a上设有至少一个第一连接件a1，第一连接件a1用于连接支撑子结构131；
65.第二传感面b位于压力传感器132远离支撑子结构131的一侧，第二传感面b上设有至少一个第二连接件b1，第二连接件b1与车载边坡雷达(图中未示出)接触。
66.其中，如图3所示，压力传感器132设置于支撑子结构131的顶部。通过压力传感器132保证支撑子结构131和车载边坡雷达的连接，实现通过调整支撑结构130的上升和下降运动完成车载雷达的自动调平。具体的，压力传感器132包括第一传感器面a和第二传感面b。第一传感面a与支撑子结构131接触，第二传感面b与车载边坡雷达接触。
67.其中，第一传感面a包括至少一个第一连接件a1，第二传感面b包括至少一个第二
连接件b1。具体的，第一传感面a和第二传感面b在结构上相似，如图4所示，其中的第一连接件a1用于固定与支撑子结构131接触，第二连接件b1用于固定与车载边坡雷达的接触。示例性的，第一连接件a1和第二连接件b1可以是以螺栓螺母的形式固定连接，也可是以法兰盘或突缘的形式固定连接。保证压力传感器132稳定的固定在支撑结构130和车载边坡雷达之间。
68.继续参考图2所示，自动调平系统10还包括输入控制模块140；
69.输入控制模块140包括外部控制信号输出端140a；
70.中央控制器120包括外部控制信号接收端120d；
71.外部控制信号输出端140a与外部控制信号接收端120d电连接，中央控制器120根据外部控制信号接收端120d接收水平信息调整信息。
72.其中，自动调平系统10还包括输入控制模块140。通过输入控制模块140可以基于特殊的需求对中央控制器120的调平参数进行调整。示例性的，输入控制模块140可以是键盘或者触摸板，本发明实施例对输入控制模块140的具体类型不做限制。自动调平系统10在实际的应用场景中，可能存在基于不同车辆的车载边坡雷达或者基于特殊环境下进行的自动调平过程，中央控制器120的相关参数通过输入控制模块140进行调整。实现自动调平系统10的多功能化，和实用性。
73.继续参考图2所示，自动调平系统10还包括显示模块150；
74.显示模块150包括显示信号接收端150a；
75.中央控制器120包括显示信号输出端120e；
76.显示信号接收端150a与显示信号输出端电120e连接，显示模块150用于显示初始化倾斜角度信息和实时倾斜角度信息。
77.其中，自动调平系统10还包括显示模块150。通过显示模块150可以更加直观的显示初始化倾斜角度信息和实时倾斜角度信息，以及直流驱动电机134的转速、方便用户了解调平系统的工作过程，并且对工作过程进行监督等。。
78.基于同样的发明思想，本发明实施例提供了一种车载边坡雷达的自动调平方法，应用于上述任一实施例中的自动调平系统，该系统包括水平传感器、中央控制器和至少四个支撑结构，图5是本发明实施例提供的一种自动调平方法的流程示意图，如图5所示，该自动调平方法包括：
79.s110、接收实时倾斜角度信息。
80.具体的，水平传感器获取实时倾斜角度信息，水平传感器将获取的实时倾斜角度信息传输至中央控制器。
81.s120、根据实时倾斜角度信息控制支撑结构运动，实现车载边坡雷达的自动调平。
82.具体的，中央控制器根据获取的实时倾斜角度信息控制支撑结构的上升或者下降的运动，进行调平，实现车载边坡雷达的自动调平。
83.综上，本发明实施例提供的一种车载边坡雷达的自动调平方法，首先接收实时倾斜角度信息；最后根据实时倾斜角度信息控制支撑结构运动，实现车载边坡雷达的自动调平。本发明实施例提供的自动调平方法实现非人工现场调平，智能化程度高、调平速度快且精准，可避免现有技术中液压系统的诸多缺点。
84.可选的，支撑结构包括支撑子结构和压力传感器；
85.支撑子结构包括所述控制信息接收端；压力传感器包括压力信息输出端，中央处理器还包括压力信息接收端，压力信息输出端与压力信息接收端通信连接；
86.自动调平方法还包括：
87.接收压力信息；
88.根据压力信息控制至少四个支撑结构同时等幅度运动。
89.具体的，在实现车载边坡雷达的自动调平过程中还包括接收每个支撑结构的压力信息，若压力信息正常则完成车载边坡雷达的自动调平。若压力信息不正常，中央控制器通过控制至少四个支撑结构同时等幅度运动，保证每个支撑结构的压力信息正常，完成车载边坡雷达的自动调平。
90.示例性的，图6是本发明实施例提供的另一种自动调平方法的流程示意图，如图6所示，该自动调平方法包括：
91.s210、接收实时倾斜角度信息。
92.s220、根据实时倾斜角度信息控制支撑结构运动，实现车载边坡雷达的自动调平。
93.s230、接收压力信息。
94.s240、判断压力信息是否正常。若是，则执行s260；若否，则执行s250。
95.s250、根据压力信息控制至少四个支撑结构同时等幅度运动。
96.s260、完成车载边坡雷达的自动调平。
97.具体的，首先水平传感器获取实时倾斜角度信息，并将实时倾斜角度信息传输至中央控制器。中央控制器根据获取的倾斜角度控制支撑结构运动，支撑结构上升或者下降，保证车载边坡雷达的自动调平。但是在支撑结构运动过程中，支撑结构的压力会产生相应的改变。通过增加的压力传感器获取压力信息，将压力信息传输至中央控制器判断压力信息是否正常。如果压力信息不正常，控制至少四个支撑结构同时等幅度运动，既保证车载边坡雷达的平衡状态，又解决了压力信息不正常的情况。如果压力信息正常，则完成车载边坡雷达的自动调平过程。
98.以上是本发明的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
99.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明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、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。