一种用于计算压路机施工次数的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及路面摊铺项目中压路机施工技术领域，尤其是一种用于计算压路机施 工次数的方法及系统。
【背景技术】
[0002] 压路机是一种利用机械自重、振动或冲击的方法，对被压实材料重复加载，排除其 内部的空气和水分，使之达到一定密实度和平整度的作业机械。目前主要用于公路、码头、 机场W及大巧的基础面和路面压实作业，施工时经常需要向前后和向后两个方向进行压路 施工，压路机在施工过程中由于施工的要求一直处于振动状态，容易导致驾驶员疲劳。
[0003] 路面的密实度和平整度无论是在道路施工过程中，还是质量验收和养护管理中都 是一项必检的重要指标，它直接影响到行车的舒适性和安全性，而压路机的施工情况直接 决定了路面的密实度和平整度指标。在压路机工序施工过程中，如未能按工艺规范要求进 行，将无法保证路面施工的密实度和平整度等指标要求，给道路施工质量和使用安全埋下 隐患。通常公路的建设里程较长，对公路施工过程的监管难度较大，即使采取了分段施工和 监管措施，也很难实现全天候全方位的监管，很容易导致道路建设不达标。因此除了依靠施 工人员的自我监督操作外，十分有必要采取一定的措施来对道路的施工过程进行数字化的 监控，从而保证施工质量。
[0004] 目前有很多基于3G网络的数据传输装置，将安装的传感器模块，如视频传感器、 压实度传感器、温度传感器、车速传感器等传送到服务器，然后通过屏幕介质进行直接显 示，如图7所示，由人工对数据进行观测，对于施工轨迹也是人为的观测和计数。而压实度 检测也只能检测压路机经过路段的数据，往往会有忽略的地方，而且当网络不好或者硬件 数据丢失的时候，对采集精度会有很大影响。由于实际施工过程中，压路机的行走路径经常 有随机性和重复性，单靠获取的GPS数据直接显示和人为的直接观测误差很大。此外，也 有直接按经度的排列或者绅度的排列来计算点的重复度作为施工的次数，由于路不一定都 是顺着经度或者绅度方向的，或者数据量大的时候，变化很难看出来，所W也很容易产生误 差。
【发明内容】
[0005] 本发明的首要目的在于提供一种自动对获得的GI^S数据进行处理计算，W获得各 个路段的施工次数，直接方便的找出施工不合格路段，及时进行检验和修复的用于计算压 路机施工次数的方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用了W下技术方案；一种用于计算压路机施工次数的 方法，该方法包括下列顺序的步骤： (1) 获取GI^S数据，判断其是否有效，若判断结果为是，则将有效数据按照采集的时间 进行存储，进入下一步；否则，将无效数据删除； (2) 将存储的GI^S数据中的经、绅坐标数据从WGS-84球面坐标系中转换到平面直角坐 标系xOy中； (3) W数据存储时间顺序为基准，选取该批数据中的初始点M(Xm，y。)，并计算出该批数 据中与初始点M(Xm，y。）距离最远的点N (X。，y。）； (4) 建立用于计算遍数的XMY平面直角坐标系，并对处于xOy平面直角坐标系中的GPS 数据进行坐标系变换； (5) 将XMY平面直角坐标系下所有的点向X轴或Y轴投影，获得在坐标轴上的点（Xj，0) 或（0，Yp，形成一维的数据值； (6) 根据外部设置的需要观测的长度间隔以在XMY平面直角坐标系的坐标轴上设置等 间距的采集测试点Lk; (7) 依次将所有相邻时刻的坐标点的坐标值（Xj，0)和（Xw，0)，或（Yj，0)和（Yw，0)，与 Lk进行差值运算后相乘； (8) 根据相乘后数值的正负判断所有相邻时刻的坐标点的坐标值（Xj.，0)和（Xw，0)，或 (Yj，0)和（Yw，0)是否分布在点Lk两侧，若乘积为负，则两点分布在采集测试点LK的两侧， 则令当前截面位置Lk点的压路机的施工次数Bk加1 ;若乘积为正，则两点在同一侧，令当前 截面位置Lk点的压路机的施工次数Bk不变；遍历所有的点，得到过点Lk的路面截面的压路 机施工次数； (9) 判断Lk是否为最后一个截面位置，若判断结果为是，则输出需要观测截面的施工次 数，程序停止，等待下次启动；否则，继续进行下个截面施工次数的计算。
[0007] 在步骤（1)中，所述获取的GPS数据包括数据采集时间、安装在压路机上的GPS定 位仪的经绅度数据W及压路机的速度值，所述判断数据是否有效是指，将通过查看速度数 据发现的速度为零时重复在同一位置即经绅度值相同的点设定为无效进行删除，将通过查 看速度数据发现的速度为零时没有规则变动的位置数据全部删除，此时等待速度为非零 时，取速度非零时刻的点的坐标作为W后位置数据对比基点，当速度为非零时根据速度和 上一坐标点计算出的坐标点的距离值误差在2米W上的点设定为无效点，将无效点的数据 删除；其中根据经绅度计算距离的公式为Distance=R*Arccos(C)冲i/180,其中第一点A 的经绅度为（LonA,LatA)，第二点B的经绅度为（LonB，LatB)，C=sin(LatA)*sin(Lat B)*cos(LonA-LonB) +cos(XatA)*cos(XatB)，R为地球半径，R和Distance单位为KM;Pi 是n的英文，A、B点用于计算直接采集到的、W经绅度为单位的两个点之间的距离，在初始 化后，第一个点为速度为零，经绅度没有发生变化的点，也就是获得的第一个有效点，在W 后的计算中，B点为获取时刻的点，A点为上一时刻确定为有效的点。
[0008] 在步骤（2)中，将存储的GI^S数据的经、绅坐标数据从WGS-84球面坐标系中转换 到平面直角坐标系xOy中时，其中经度值转换为X坐标值，绅度转换为y坐标值，即每个点 的坐标由（经度，绅度）转换成（Xi，yi)，其中i为按照有效数据采集时刻进行排序后的点， 第一时刻就为1，第二时刻获取的有效点就为2,直到最后一个有效点；i大于等于1且小于 等于获取的有效GPS点总的个数，坐标轴W及各点的坐标值的的单位为由度转换为米。
[0009] 在步骤（3)中，采用公式（1)进行距离远近的比较计算，公式（1)如下：
公式（1) 町为第i个点和初始点M(X m，y。)的距离值，其中i为按照有效数据采集时刻进行排序 后的点；将Di计算出后保存，计算D2并与D1进行比较，保留两者中的较大距离值删除较小 值，依次计算所有点，对应得到的最大距离D。，找到点N(X。，y。)。
[0010] 在步骤（4)中，WM(Xm，Ym)为原点，WM(Xm，Ym)和N(X。，y。）所在直线为X轴， 并且正方向指向N(x"，y。)，并W通过M(Xm，y。）垂直于所述X轴建立Y轴，WX轴正向逆时 针旋转90°为正方向，建立用于计算遍数的XMY平面直角坐标系；所述坐标的变换方法为： 先进行平移运算，平移后的xOy中的数据点的坐标值变为（Xi-Xm，yi-y。)，然后旋转运算，旋 转后的坐标转变为（(Xi-Xm)Xcos0 -如-ym)Xsin0 +Xm，（Xi-Xm)Xsin0 +(yi-ym)Xcos0 + y。)，使所述的数据点成为W XMY平面直角坐标系下的点，即（Xj.，Yj.)。
[0011] 在步骤（5)中，所述采集测试点Lk的坐标值计算公式为Lk=k礼+L。，k〉=0，k为整 数，待观测的截面垂直于坐标轴，待观测的截面在坐标轴上的初始点L。设置在Xj.或Yj.中最 小的点的位置，即初始点U=MIN狂P或MIN (YP，其余截面在坐标轴