【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及管廊安全運輸，尤其涉及一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)。
技術介紹
1、路況良好是預制綜合管廊安全運輸?shù)那疤幔瑫r也是運輸效率的決定因素，預制綜合管廊作為城市基礎設施建設的重要組成部分，其質量和安全性直接關系到城市的正常運行和發(fā)展，在大型預制綜合管廊構件運輸過程中，由于構件體積大、重量重，對運輸條件要求較高。路面的不平整會導致運輸車在行駛過程中產(chǎn)生顛簸，而道路車輛工況的復雜性，如其他車輛的頻繁變道、超車行為，也會使運輸車受到外力干擾，從而晃動嚴重，這種顛簸和晃動不僅會影響運輸?shù)钠椒€(wěn)性，還可能使管廊結構開裂，破壞管廊結構的完整性，進而影響管廊的使用壽命和安全性，傳統(tǒng)預警系統(tǒng)只能依靠車輛自身有限的感知范圍，無法提前獲取遠處路況信息，導致車輛臨近危險區(qū)域時才做出反應，增加了事故風險，尤其是，當遇到緊急情況時，如突然出現(xiàn)的擁堵、施工區(qū)域或惡劣天氣影響區(qū)域，掛車難以及時做出反應，增加了發(fā)生碰撞、延誤運輸?shù)蕊L險。
2、針對上述問題，本專利技術提出了一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)。
技術實現(xiàn)思路
1、基于現(xiàn)有的預警時機不及時的技術問題，本專利技術提出了一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)。
2、本專利技術提出的一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，操作步驟如下：
3、步驟一、當需要對前方路況進行偵察時，駕駛員通過車載中控系統(tǒng)啟動無人機控制系統(tǒng)，在北斗導航系統(tǒng)中輸入目標地址進行導航，同時北斗導航系統(tǒng)將導航路徑同步到預備狀態(tài)下無人機控制系統(tǒng)內(nèi)設置的通信模塊
4、步驟二、此時位于掛車車頭前方的無人機飛行到與掛車車頭預設距離之后，保持與掛車同步前進的速度，而無人機控制系統(tǒng)內(nèi)設置的電源管理與監(jiān)控同步監(jiān)控無人機的電量，如果電池的電量低于預設值，則在給車載中控系統(tǒng)發(fā)出預警信息的同時，車載中控系統(tǒng)給無人機控制系統(tǒng)的通信模塊發(fā)出回收充電的信號，無人機控制系統(tǒng)將此信號調(diào)度給其內(nèi)部的任務執(zhí)行與控制模塊，任務執(zhí)行與控制模塊控制無人機飛回到掛車可充電位置的正上方，該無人機在進行充電前，將充電信號反饋給車載中控系統(tǒng)，車載中控系統(tǒng)給無人機控制系統(tǒng)發(fā)出啟動另一架無人機繼續(xù)執(zhí)行路況監(jiān)測的任務；
5、步驟三、步驟二中返回充電的無人機在落入掛車車頂?shù)某潆娢恢煤螅囕v控制系統(tǒng)中的無人充電對接模塊對掛車頂部設置的充電機構發(fā)出充電信號。
6、優(yōu)選地，所述車載中控包括北斗導航系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)以及無人機控制系統(tǒng)，所述車輛控制系統(tǒng)通過各種傳感器收集車輛的運行狀態(tài)信息，并根據(jù)預設的控制策略對車輛的各個部件進行精確控制，所述無人機控制系統(tǒng)負責與無人機進行雙向通信及對其飛行作業(yè)進行全面管理。
7、優(yōu)選地，所述無人機控制系統(tǒng)包括電源管理與監(jiān)控模塊、任務執(zhí)行與控制模塊、無人機切換管理模塊以及數(shù)據(jù)傳輸與處理模塊，所述電源管理與監(jiān)控模塊包括電量監(jiān)控和充電調(diào)度，所述電量監(jiān)控實時監(jiān)控無人機的電量，當電量低于預設值時，及時向車載中控系統(tǒng)發(fā)出預警信息，提醒系統(tǒng)需要對無人機進行充電或更換，以確保無人機能夠持續(xù)執(zhí)行路況監(jiān)測任務，所述充電調(diào)度通過接收車載中控系統(tǒng)發(fā)出的回收充電信號，并將此信號調(diào)度給任務執(zhí)行與控制模塊，控制無人機飛回到掛車可充電位置的正上方。
8、優(yōu)選地，所述任務執(zhí)行與控制模塊包括路徑規(guī)劃與導航、飛行姿態(tài)控制以及同步飛行控制，所述路徑規(guī)劃與導航通過接收北斗導航系統(tǒng)同步的導航路徑，并進行路徑分析和規(guī)劃，引導無人機按照預設的路徑飛行至掛車車頭前方的指定位置，確保無人機能夠準確地到達偵察區(qū)域，為路況監(jiān)測提供保障，所述飛行姿態(tài)控制通過精確控制無人機在飛行過程中的姿態(tài)，使其能夠穩(wěn)定地飛行在掛車前方，不受外界氣流因素的干擾，保證所采集的圖像和數(shù)據(jù)的準確性和穩(wěn)定性，所述同步飛行控制通過控制無人機保持與掛車同步前進的速度，使無人機能夠持續(xù)對掛車前方的路況進行實時監(jiān)測。
9、優(yōu)選地，所述車輛控制系統(tǒng)包括車輛控制模塊、無線充電對接模塊、天氣檢測模塊、無線傳輸模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊，所述車輛控制模塊通過對車輛的加速、減速、轉向和制動操作進行精確控制，確保車輛能夠按照駕駛員的策略穩(wěn)定行駛，所述無線充電對接模塊通過利用定位技術和傳感器，精確確定無人機相對于掛車車頭的位置和姿態(tài)，引導無人機準確降落在掛車頂部的充電位置同時建立穩(wěn)定充電連接，所述天氣檢測模塊通過安裝在車輛上的各種氣象傳感器實時采集車輛周圍的天氣數(shù)據(jù)，對采集到的天氣數(shù)據(jù)進行分析和處理，當檢測到惡劣天氣條件或天氣變化趨勢可能對車輛行駛安全產(chǎn)生影響時，及時向駕駛員發(fā)出預警信息，所述無線傳輸模塊通過自動選擇最優(yōu)的通信頻段、調(diào)整發(fā)射功率和采用糾錯編碼技術手段，克服無線通信中的干擾和信號衰減問題，保證數(shù)據(jù)在掛車與外部設備之間的高效、準確傳輸通過自動選擇最優(yōu)的通信頻段、調(diào)整發(fā)射功率、采用糾錯編碼等技術手段，克服無線通信中的干擾和信號衰減問題，保證數(shù)據(jù)在車輛與外部設備之間的高效、準確傳輸。同時，保障通信的安全性，防止數(shù)據(jù)被非法竊取或篡改，所述數(shù)據(jù)處理模塊。
10、優(yōu)選地，所述無人機通過基于灰度共生矩陣的紋理分析算法計算出路況顛簸度的步驟如下：
11、特征提取，首先，通過無人機采集掛車前方一定距離內(nèi)的路況照片，對這些照片進行灰度化處理后，計算其灰度共生矩陣，接著，從灰度共生矩陣中提取對比度、相關性、能量和熵等紋理特征。對比度反映了圖像中灰度值的變化劇烈程度，對于顛簸路況，其對比度值通常較高；相關性體現(xiàn)了像素之間的線性關系，平坦路況的相關性較高；能量表示圖像灰度分布的均勻程度，紋理復雜的顛簸路況能量較低；熵則反映了圖像的信息量，顛簸區(qū)域的熵值一般較大；
12、建立顛簸度評估模型，收集大量不同路況下的無人機照片及其對應的實際顛簸度評估數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過專業(yè)的測量設備或人工實地考察獲得，將計算得到的紋理特征作為輸入，實際顛簸度作為輸出，使用機器學習算法建立評估模型；
13、建立速度決策模型，該模型的輸入為路況顛簸度，輸出為掛車的最合適行駛速度，通過大量的實驗數(shù)據(jù)和實際行駛經(jīng)驗，確定不同顛簸度與最合適速度之間的映射關系；
14、計算與速度調(diào)整，計算出當前路況的紋理特征，然后將其輸入到訓練好的顛簸度評估模型中，得到當前路況的顛簸度評估值，將顛簸度評估值輸入到速度決策模型中，計算出掛車的最合適行駛速度；
15、信息展示在車載中控系統(tǒng)的顯示屏上。
16、優(yōu)選地，所述掛車的車頭頂部設置有固定板，所述固定板的本體開設有限位槽，所述充電機構放置在所述限位槽的內(nèi)部，所述掛車的車廂表面對稱設置有限位塊，所述限位塊的傾斜面開設有螺紋孔，所述限位塊的傾斜面通過螺紋固定連接在所述掛車本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，其特征在于：操作步驟如下：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，其特征在于：所述車載中控包括北斗導航系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)以及無人機控制系統(tǒng)，所述車輛控制系統(tǒng)通過各種傳感器收集車輛的運行狀態(tài)信息，并根據(jù)預設的控制策略對車輛的各個部件進行精確控制，所述無人機控制系統(tǒng)負責與無人機(36)進行雙向通信及對其飛行作業(yè)進行全面管理。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，其特征在于：所述無人機控制系統(tǒng)包括電源管理與監(jiān)控模塊、任務執(zhí)行與控制模塊、無人機切換管理模塊以及數(shù)據(jù)傳輸與處理模塊，所述電源管理與監(jiān)控模塊包括電量監(jiān)控和充電調(diào)度，所述電量監(jiān)控實時監(jiān)控無人機的電量，當電量低于預設值時，及時向車載中控系統(tǒng)發(fā)出預警信息，提醒系統(tǒng)需要對無人機進行充電或更換，以確保無人機能夠持續(xù)執(zhí)行路況監(jiān)測任務，所述充電調(diào)度通過接收車載中控系統(tǒng)發(fā)出的回收充電信號，并將此信號調(diào)度給任務執(zhí)行與控制模塊，控制無人機飛回到掛車(1)可充電位置的正上方。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，其
5.根據(jù)權利要求4所述的一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，其特征在于：所述車輛控制系統(tǒng)包括車輛控制模塊、無線充電對接模塊、天氣檢測模塊、無線傳輸模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊，所述車輛控制模塊通過對車輛的加速、減速、轉向和制動操作進行精確控制，確保車輛能夠按照駕駛員的策略穩(wěn)定行駛，所述無線充電對接模塊通過利用定位技術和傳感器，精確確定無人機(36)相對于掛車(1)車頭的位置和姿態(tài)，引導無人機(36)準確降落在掛車(1)頂部的充電位置同時建立穩(wěn)定充電連接，所述天氣檢測模塊通過安裝在車輛上的各種氣象傳感器實時采集車輛周圍的天氣數(shù)據(jù)，對采集到的天氣數(shù)據(jù)進行分析和處理，當檢測到惡劣天氣條件或天氣變化趨勢可能對車輛行駛安全產(chǎn)生影響時，及時向駕駛員發(fā)出預警信息，所述無線傳輸模塊通過自動選擇最優(yōu)的通信頻段、調(diào)整發(fā)射功率和采用糾錯編碼技術手段，克服無線通信中的干擾和信號衰減問題，保證數(shù)據(jù)在掛車(1)與外部設備之間的高效、準確傳輸通過自動選擇最優(yōu)的通信頻段、調(diào)整發(fā)射功率、采用糾錯編碼技術手段，克服無線通信中的干擾和信號衰減問題，保證數(shù)據(jù)在車輛與外部設備之間的高效、準確傳輸，同時，保障通信的安全性，防止數(shù)據(jù)被非法竊取或篡改，所述數(shù)據(jù)處理模塊。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，其特征在于：所述無人機(36)通過基于灰度共生矩陣的紋理分析算法計算出路況顛簸度的步驟如下：
7.根據(jù)權利要求6所述的一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，其特征在于：所述掛車(1)的車頭頂部設置有固定板(2)，所述固定板(2)的本體開設有限位槽，所述充電機構(3)放置在所述限位槽的內(nèi)部，所述掛車(1)的車廂表面對稱設置有限位塊(4)，所述限位塊(4)的傾斜面開設有螺紋孔，所述限位塊(4)的傾斜面通過螺紋固定連接在所述掛車(1)的車廂表面，兩個所述限位塊(4)的相對面固定連接有直角架(6)，兩個所述限位塊(4)之間設置有管廊(5)，所述管廊(5)的下端四角分別所述直角架(6)的表面接觸。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，其特征在于：所述充電機構(3)包括多個氣缸(31)，所述固定板(2)的四側面分別開設有安裝槽，所述氣缸(31)的缸體與所述安裝槽的內(nèi)壁固定連接，所述氣缸(31)活塞桿的一端固定連接有推桿(32)，所述推桿(32)的兩端與所述安裝槽的內(nèi)壁滑動連接，所述推桿(32)的上端設置有步進電機(33)，所述步進電機(33)的輸出軸一端固定連接有連接桿，所述連接桿的兩端轉動連接有按壓塊(34)，兩個所述按壓塊(34)之間設置有傳感器(35)，所述傳感器(35)的下端與所述推桿(32)的上表面固定連接，所述固定板(2)上開設的安裝槽內(nèi)底壁設置有供電板，所述供電板的上表面貼合有無限無線充電板(37)，所述無線充電板(37)的側面通過連接柱與所...
【技術特征摘要】
1.一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，其特征在于：操作步驟如下：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，其特征在于：所述車載中控包括北斗導航系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)以及無人機控制系統(tǒng)，所述車輛控制系統(tǒng)通過各種傳感器收集車輛的運行狀態(tài)信息，并根據(jù)預設的控制策略對車輛的各個部件進行精確控制，所述無人機控制系統(tǒng)負責與無人機(36)進行雙向通信及對其飛行作業(yè)進行全面管理。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，其特征在于：所述無人機控制系統(tǒng)包括電源管理與監(jiān)控模塊、任務執(zhí)行與控制模塊、無人機切換管理模塊以及數(shù)據(jù)傳輸與處理模塊，所述電源管理與監(jiān)控模塊包括電量監(jiān)控和充電調(diào)度，所述電量監(jiān)控實時監(jiān)控無人機的電量，當電量低于預設值時，及時向車載中控系統(tǒng)發(fā)出預警信息，提醒系統(tǒng)需要對無人機進行充電或更換，以確保無人機能夠持續(xù)執(zhí)行路況監(jiān)測任務，所述充電調(diào)度通過接收車載中控系統(tǒng)發(fā)出的回收充電信號，并將此信號調(diào)度給任務執(zhí)行與控制模塊，控制無人機飛回到掛車(1)可充電位置的正上方。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，其特征在于：所述任務執(zhí)行與控制模塊包括路徑規(guī)劃與導航、飛行姿態(tài)控制以及同步飛行控制，所述路徑規(guī)劃與導航通過接收北斗導航系統(tǒng)同步的導航路徑，并進行路徑分析和規(guī)劃，引導無人機(36)按照預設的路徑飛行至掛車(1)車頭前方的指定位置，確保無人機(36)能夠準確地到達偵察區(qū)域，為路況監(jiān)測提供保障，所述飛行姿態(tài)控制通過精確控制無人機(36)在飛行過程中的姿態(tài)，使其能夠穩(wěn)定地飛行在掛車(1)前方，不受外界氣流因素的干擾，保證所采集的圖像和數(shù)據(jù)的準確性和穩(wěn)定性，所述同步飛行控制通過控制無人機(36)保持與掛車(1)同步前進的速度，使無人機(36)能夠持續(xù)對掛車(1)前方的路況進行實時監(jiān)測。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種預制綜合管廊運輸掛車預警系統(tǒng)，其特征在于：所述車輛控制系統(tǒng)包括車輛控制模塊、無線充電對接模塊、天氣檢測模塊、無線傳輸模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊，所述車輛控制模塊通過對車輛的加速、減速、轉向和制動操作進行精確控制，確保車輛能夠按照駕駛員的策略穩(wěn)定行駛，所述無線充電對接模塊通過利用定位技術和傳感器，精確確定無人機(36)相對于掛車(1)車頭的位置和姿態(tài)，引導無人機(36)準確降落在掛車(1)頂部的充電位置同時建立穩(wěn)定充電連接，所述天氣檢測模塊通過安裝在車輛上的各種氣象傳感器實時采集車輛周圍的天氣數(shù)據(jù)，對采...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：曹國強，馬華兵，單宏偉，艾其旭，劉亞斌，趙衛(wèi)央，馮東，
申請(專利權)人：中交二公局華西建設有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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