无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统技术方案

无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统，其特征在于：由多台压路机组成无人驾驶压路机机群、摊铺机上设置的线路规划系统、移动式基准站构成无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统；在所述的压路机车体前后的左右侧位置，分别侧向与行车方向成90度角设置有激光侧向测距传感器；以隧道内排水沟侧壁为参照物，通过在所述的压路机上设置的激光测距传感器，测试到压路机车轮与排水沟侧壁之间的距离，来设定压路机每幅的行驶轨迹；通过微波通讯控制压路机运行，避免压路机操作人员在排放尾气和高温沥青混合料混杂环境下作业；实现有效保护压路机操作人员的职业健康，避免有毒有害物质对人体的伤害，保证隧道内沥青路面的碾压质量的优点。

【技术实现步骤摘要】
无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统
本技术专利技术涉及到工程机械行业的筑路设备智能化控制系统，确切地说是无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统。
技术介绍
随着科技的发展，智能控制技术在当前社会经济发展中的优势越来越突出，无人驾驶汽车已经在全球展开了各种模式的研发热潮，然而工程机械行业的施工机械设备，还未被智能控制技术开发团队和工程设备生产企业所重视。众多工程机械中的压路机的工作特点是重复性、规律性、工作环境单一性，操作较简单，操作人员易疲劳，操作环境对作业人员职业健康影响较大。特别是公路沥青混凝土路面碾压过程中，因刚摊铺的沥青混合料温度高达160度左右，在炎热的夏天进行沥青混凝土路面碾压作业，压路机操作人员要面对恶劣的施工环境，承受上烤下蒸的高温考验，很多压路机操作人员干不了几年都要纷纷要求转行。而在相对封闭的隧道内，进行沥青路面摊铺及碾压的施工难度更大。隧道内的工程车、运料车、摊铺机、压路机等多种机器设备，都是以柴油为燃料，燃烧柴油排放的尾气，加上高温的有毒有害沥青混合料热气混杂，长时间在相对封闭的隧道内凝聚，若不采取大功率的排风设备排风，几乎可以让人窒息。即便是采取大功率的排风设备排风，对长时间在隧道内进行作业的机手及其他作业人员来说，也是一种煎熬。目前面临这种施工工况，各施工单位唯一采取的办法是多安排几班操作人员轮流上岗，每班人员操作时间不能超过半小时，这样既影响施工进度，又容易出现质量问题。当前，国内外众多研究机构开发的各种无人驾驶设备，都是基于在有卫星信号的状态下进行。那么在相对封闭的隧道内，在没有卫星信号的环境下，如何实现无人驾驶压路机在不断延伸的公路隧道内，对碾压精度要求非常高的沥青混凝土路面进行碾压作业，更是一道技术难关。四川川交路桥有限责任公司与北京清华大学校企联合，通过长时间的研究与现场试验，基本攻克了上述这项技术难关，成功研究出无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统。
技术实现思路
为了解决上述技术难题，本技术专利技术的目的在于提供一种无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统，是通过在隧道内的摊铺机上设置施工线路规划装置、无人驾驶压路机机群上设置无人控制系统、移动式基准站上设置微波通讯系统；以隧道内排水沟为参照物，通过在无人驾驶压路机上设置的激光测距传感器，来设定压路机每幅的行驶轨迹，通过微波通讯系统来控制压路机的运行，从而实现没有卫星信号的隧道内压路机的无人驾驶碾压作业；避免压路机操作人员，在多种机器设备排放的尾气和高温的有毒有害沥青混合料混杂的隧道内，操作压路机的煎熬；达到有效保护压路机操作人员的职业健康，避免有毒有害物质对人体的伤害，保证隧道内沥青路面的碾压质量，提高工作效益的目的。本技术专利技术的目的是通过实施下述技术方案来实现的：无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统，包括压路机、摊铺机、基准站，其特征在于：由多台设置有无人控制系统的钢轮压路机和胶轮压路机，组成无人驾驶压路机机群、摊铺机上设置的施工线路规划装置、移动式基准站及微波通讯系统，构成无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统；在所述的钢轮压路机的左右侧轮轴位置和所述的胶轮压路机车体前后的左右侧位置，分别侧向与行车方向成90度角设置有激光侧向测距传感器；以隧道内排水沟侧壁为参照物，通过在所述的钢轮和胶轮压路机上设置的激光测距传感器，测试到压路机车轮与排水沟侧壁之间的距离，来设定压路机每幅的行驶轨迹；通过微波通讯系统来识别前方行驶摊铺机的距离，来设定压路机每幅的行驶长度，根据每幅行驶长度及与前方摊铺机的适时距离，来设定压路机每分钟的行驶速度，保障无人驾驶压路机跟随前方摊铺机的摊铺线路展开碾压。A、设置有无人控制系统的压路机，包括钢轮压路机和胶轮压路机上的无人控制系统，其特征在于：在所述的钢轮压路机和胶轮压路机上分别微波通讯主机、微波通讯天线，由所述的微波通讯主机、微波通讯天线构成远程控制系统；在所述的钢轮压路机和胶轮压路机上设置有集成控制柜，在集成控制柜内设置有工业控制计算机；所述的微波通讯主机、微波通讯天线分别通过其专用线路与压路机上的集成控制柜内的工业控制计算机连接；所述的工业控制计算机内设置有硬盘、处理器、PCB、程序软件、交换机等组件。在所述的钢轮压路机和胶轮压路机的行车/倒车系统上设置有行车/倒车自动控制装置；在油路系统上设置有油路自动控制装置；在转向系统上设置有转向控制电机和电子阀装置；在制动系统上设置有制动控制装置。在所述的钢轮压路机和胶轮压路机的发动机排气管端头还安装有DPF微颗粒捕吸器和四元催化器。在所述的钢轮压路机和胶轮压路机上设置有手动/自动切换按钮、紧急制动按钮。在所述的钢轮压路机和胶轮压路机机架底部设置有激光位移测量装置。在所述的钢轮压路机和胶轮压路机前后车轮上端，分别设置有避障雷达和超声波避障雷达。在所述的钢轮压路机和胶轮压路机车体前后端分别设置有多支红外测温仪，将多支红外测温仪分别对准刚铺筑好的沥青混合料与沥青混合料边缘外的路沿石。在所述的钢轮压路机和胶轮压路机前后车轮上还分别设置有自动洒油/喷水装置。B、摊铺机上设置的施工线路规划装置，包括摊铺机及控制系统，其特征在于：系统中的摊铺机上设置有施工线路规划装置，包括在摊铺机顶盖上设置有摊铺机微波通讯主机、摊铺机微波通讯天线，由所述的微波通讯主机、微波通讯天线构成远程控制系统，所述的微波通讯主机、微波通讯天线分别通过其专用线路与摊铺机上的摊铺机集成控制柜内的工业控制计算连接；所述的工业控制计算机内设置有硬盘、处理器、PCB、程序软件等组件。C、移动式基准站及碾压控制系统，包括行走小车及基准站系统，其特征在于：系统中的移动式基准站下设置有行走小车，在所述的行走小车上设置有天线安装架，在所述的天线安装架设置上有基准站微波通讯主机及基准站微波通讯面板；在所述的行走小车上还设置有基准站集成控制柜，在所述的集成控制柜内设置有电脑，在所述的行走小车上还设置有移动电源；所述的微波通讯主机及微波通讯面板，通过其专用线路与集成控制柜内设置的电脑连接，所述的电脑与所述的移动电源连接。附图说明图1为本碾压系统隧道剖面俯视图；图2为本碾压系统隧道内无人驾驶压路机主视图；图3为本碾压系统隧道内无人驾驶压路机后视及移动式基准站视图；图4为本碾压系统隧道内摊铺机视图。图中标记：101为摊铺机，102为无人驾驶压路机机群，103为移动式基准站及碾压控制系统，104为隧道壁，105为隧道壁下端的排水沟；201为微波通讯主机，202为微波通讯天线，203为集成控制柜，204为激光位移测量装置,205为避障雷达，206为超声波避障雷达，207为激光测距传感器，208为收放式避障探杆支撑臂，209为红外测温仪，210为避障横杆，211为DPF微颗粒捕吸器和四元催化器；301为摊铺机微波通讯主机，302为摊铺机微波通讯天线，303为摊铺机集成控制柜，304为摊铺机；401为基准站微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统，包括压路机、摊铺机、基准站，其特征在于：由多台设置有无人控制系统的钢轮压路机和胶轮压路机，组成无人驾驶压路机机群（102）、摊铺机（101）上设置的施工线路规划装置、移动式基准站及微波通讯系统（103），构成无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统；/n在所述的钢轮压路机的左右侧轮轴位置和所述的胶轮压路机车体前后的左右侧位置，分别侧向与行车方向成90度角设置有激光侧向测距传感器（207）；以隧道内排水沟（105）侧壁为参照物，通过在所述的钢轮和胶轮压路机上设置的激光测距传感器（207），测试到压路机车轮与排水沟（105）侧壁之间的距离，来设定压路机每幅的行驶轨迹；通过微波通讯系统来识别前方行驶摊铺机的距离，来设定压路机每幅的行驶长度，根据每幅行驶长度及与前方摊铺机的适时距离，来设定压路机每分钟的行驶速度，保障无人驾驶压路机跟随前方摊铺机的摊铺线路展开碾压。/n

【技术特征摘要】
1.无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统，包括压路机、摊铺机、基准站，其特征在于：由多台设置有无人控制系统的钢轮压路机和胶轮压路机，组成无人驾驶压路机机群（102）、摊铺机（101）上设置的施工线路规划装置、移动式基准站及微波通讯系统（103），构成无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统；
在所述的钢轮压路机的左右侧轮轴位置和所述的胶轮压路机车体前后的左右侧位置，分别侧向与行车方向成90度角设置有激光侧向测距传感器（207）；以隧道内排水沟（105）侧壁为参照物，通过在所述的钢轮和胶轮压路机上设置的激光测距传感器（207），测试到压路机车轮与排水沟（105）侧壁之间的距离，来设定压路机每幅的行驶轨迹；通过微波通讯系统来识别前方行驶摊铺机的距离，来设定压路机每幅的行驶长度，根据每幅行驶长度及与前方摊铺机的适时距离，来设定压路机每分钟的行驶速度，保障无人驾驶压路机跟随前方摊铺机的摊铺线路展开碾压。


2.根据权利要求1所述的无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统，其特征在于：系统中的钢轮压路机和胶轮压路机上分别微波通讯主机（201）、微波通讯天线（202），由所述微波通讯主机（201）、微波通讯天线（202）构成远程控制系统；在所述的钢轮压路机和胶轮压路机上设置有集成控制柜（203），在集成控制柜（203）内设置有工业控制计算机；所述的微波通讯主机（201）、微波通讯天线（202）分别通过其专用线路与压路机上的集成控制柜（203）内的工业控制计算机连接；所述的工业控制计算机内设置有硬盘、处理器、PCB、程序软件、交换机等组件。


3.根据权利要求2所述的无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统，其特征在于：在所述的钢轮压路机和胶轮压路机的行车/倒车系统上设置有行车/倒车自动控制装置；在油路系统上设置有油路自动控制装置；在转向系统上设置有转向控制电机和电子阀装置；在制动系统上设置有制动控制装置。


4.根据权利要求3所述的无卫星信号的隧道内无人驾驶压路机碾压系统，其特征在于：在所述的钢轮压路机和胶轮压路机的发动机排气管端头还安装有DPF微颗粒捕吸器和四元催化器（211）。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天云，李青洋，王中林，罗德高，刘刚，李晓茂，张维，杜江林，李亚舟，汪银燕，王澄，司道全，
申请(专利权)人：四川川交路桥有限责任公司，清华大学，
类型：新型
国别省市：四川;51