一种路基填方高度自感知装置及系统的制作方法

本技术涉及高速公路施工监测与管理，特别是涉及一种路基填方高度自感知装置及系统。

背景技术：

1、高速公路建设日益繁多，路基填方工程是高速公路施工的重要组成部分。路基填方高度愈高，路基沉降愈大。目前，路基填方高度主要有沉降板测定，沉降板埋置数量受到施工影响，很容易破坏，导致路基填方高度不准确，进而影响填方质量。

2、在数字孪生背景下，数字孪生体的构建需要对施工数据实时感知。目前的检测设备只能阶段性的对路基填方高度进行测量，数据时效性差。同时，由于人工测量的原因，没办法做到填方高度与实际高度的对应，误差大。此外，。工人施工主要在完成填方，实时测量填方高度影响施工效率与进度。

3、为能够及时、连续对填方高度进行感知监测，提高数字孪生体的数据准确性，需要监测设备能够全生命周期进行自主监测和自主数据上报，数字孪生体数据驱动下的填方施工风险分析才能达到应用目的。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种路基填方高度自感知装置，用于解决现有技术中出现的以上技术问题。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

3、提供了一种路基填方高度自感知装置，包括：立杆支架；电动云台，其位于所述立杆支架的上方；集成主机，其位于所述电动云台的上方；光伏电板，其为各用电原件供电；设备识别牌，其安装在路基施工设备上，所述集成主机可对设备识别牌进行捕捉。

4、进一步的，所述集成主机上设有存储模块、与所述存储模块连接的摄像模块、旋转角测量模块、水平度测量模块、数据传输模块及数据处理模块。

5、进一步的，所述摄像模块包括设备识别牌捕捉单元、数据获取单元及电动云台控制单元。

6、进一步的，所述电动云控制单元包括初始扫描规则和跟踪规则，所述初始扫描规则用于摄像模块未捕捉到设备识别牌的情况下，控制旋转角度和俯仰角度对路基进行全面扫描；所述跟踪规则用于捕捉到设备识别牌后控制旋转角度及仰俯角使设备识别牌成像位置位于影像图像中心。

7、进一步的，所述数据处理模块包括路基填方高度测量单元，其接收所述设备识别牌信息、旋转角测量模块及水平度测量模块的数据，并基于数据计算填方高度数据、路基是否在填方施工。

8、进一步的，所述填方高度数据包括多次填方施工间的相对高度数据、路基施工设备出的填方高度数据。

9、进一步的，所述数据传输模块可以通过无线传输技术向外界传输数据。

10、进一步的，还包括电源管理模块，其用于连接光伏电板及其他模块，为各模块供电。

11、一种路基填方高度自感知系统，包括设置于路基两侧的多个路基填方高度自感知装置。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

13、1、本实用新型示例的路基填方高度自感知装置及系统，提供了一种视频影响与数据传输于一体的高度集成化设备，适用于公路路基填方高度的自感知监测；

14、2、本实用新型示例的路基填方高度自感知装置及系统，可完成设备识别、施工状态识别、填方高度实时自动识别，为路基监测数据提供及时的基础关联作业信息，解决了目前人工输入开挖信息之后与不准确的问题，为数字孪生体的构建奠定基础。

技术特征：

1.一种路基填方高度自感知装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种路基填方高度自感知装置，其特征在于，所述集成主机(4)上设有存储模块(45)、与所述存储模块(45)连接的摄像模块(41)、旋转角测量模块(42)、水平度测量模块(43)、数据传输模块(46)及数据处理模块(44)。

3.根据权利要求2所述的一种路基填方高度自感知装置，其特征在于，所述摄像模块(41)包括设备识别牌(3)捕捉单元、数据获取单元及电动云台(1)控制单元。

4.根据权利要求3所述的一种路基填方高度自感知装置，其特征在于，所述电动云台(1)控制单元包括初始扫描规则和跟踪规则，所述初始扫描规则用于摄像模块(41)未捕捉到设备识别牌(3)的情况下，控制旋转角度和俯仰角度对路基进行全面扫描；所述跟踪规则用于捕捉到设备识别牌(3)后控制旋转角度及仰俯角使设备识别牌(3)成像位置位于影像图像中心。

5.根据权利要求2所述的一种路基填方高度自感知装置，其特征在于，所述数据处理模块(44)包括路基填方高度测量单元，其接收所述设备识别牌(3)信息、旋转角测量模块(42)及水平度测量模块(43)的数据，并基于数据计算填方高度数据、路基是否在填方施工。

6.根据权利要求5所述的一种路基填方高度自感知装置，其特征在于，所述填方高度数据包括多次填方施工间的相对高度数据、路基施工设备出的填方高度数据。

7.根据权利要求2所述的一种路基填方高度自感知装置，其特征在于，所述数据传输模块(46)可以通过无线传输技术向外界传输数据。

8.根据权利要求2所述的一种路基填方高度自感知装置，其特征在于，还包括电源管理模块，其用于连接光伏电板(5)，并为各模块供电。

9.一种路基填方高度自感应系统，其特征在于，包括设置于路基两侧的多个如权利要求1-8任一项所述的路基填方高度自感知装置。

技术总结
本技术公开了一种路基填方高度自感知装置及系统，属于高速公路施工监测与管理技术领域，包括：立杆支架；电动云台，其位于所述立杆支架的上方；集成主机，其位于所述电动云台的上方；光伏电板，其为各用电原件供电；设备识别牌，其安装在路基施工设备上，所述集成主机可对设备识别牌进行捕捉。本技术示例的路基填方高度自感知装置及系统，可同步完成对路基填方高度进行影像成像，基于影像成像进而实现施工是否作业及填方高度的监测，为数字孪生体实现自主数据感知上报，解决了目前路基填方高度数据监测的间歇性、低时效性及人工监测的偶然误差问题、滞后性，为公路数字孪生全生命周期数据更新及风险管控提供数据驱动基础。

技术研发人员：宫志群,张栋樑,杨世廷,陆业宁,沙汝晨
受保护的技术使用者：中国建设基础设施有限公司
技术研发日：20221223
技术公布日：2024/1/13