[发明专利]一种地面平整信息检测传感器及实时检测方法

说明书

本发明属于测量及自动化控制领域，具体涉及一种地面平整信息检测传感器，该地面平整信息检测传感器包括激光高程传感阵列模块、测距模块、算法处理模块、通信传输模块和数显模块。本发明进一步涉及使用该传感器进行地面平整信息实时监测的方法及检测系统。本发明的地面平整信息检测传感器和相关方法具有操作简便、集成度高的优点，可与激光发射器和高程控制器组成激光控制系统，广泛应用于混凝土摊铺和农田平整等领域，可实现在平整作业过程中对平整质量信息进行实时检测与评估。

技术领域

本发明属于测量及自动化控制领域，具体涉及一种地面平整信息检测传感器，进一步涉及使用该传感器进行地面平整信息实时监测的方法。

背景技术

在混凝土摊铺和道桥建设等领域中广泛应用激光控制系统进行精准平整作业。该系统以激光发射器产生的旋转激光为基准面，将激光传感器安装在机具的桅杆上，用于检测平整具相对旋转激光的高程偏差信息并传输至控制器，控制器通过驱动液压系统自动调节机具，从而实现精准平整作业。

平整摊铺作业中，地面平整信息是评价作业质量的重要指标。现有技术中，是在完整全部的平整作业后，再通过人工的方法进行地面平整信息检测。这种方法存在两个问题。其一，由于检测的滞后，一旦平整设备在施工过程中发生偏差并导致平整度不符合要求，需要将整个平整工程重新作业，难以实现“实时纠错”；其二，人工检测不仅耗时耗力，还有可能破坏平整后的地表，严重时同样会导致将整个平整工程重新作业。

平整摊铺作业的质量主要受到平整设备所采用的激光传感器的影响。现有技术中公开了多种可用于地面平整用激光控制系统的激光传感器。专利CN201320178153.6公开了一种激光接收器，该激光接收器选用硅光电池作为光电探测器，进行旋转激光高程偏差信息的检测。专利CN201310138997.2公开了一种激光平地机的激光接收器，通过内置光电片进行旋转激光高程偏差信息的检测。专利CN201610602744.X公开了一种农田激光平地机中激光接收器，通过硅光电池阵列检测旋转激光高程偏差信息。但是，现有技术中所公开的激光传感器，尚无法在实际平整作业过程中实时检测地面平整信息，使得操作人员无法判断平整摊铺作业是否达到预期效果。现有产品在实际平整作业过程中无法实时检测地面平整信息，使得操作人员在平整摊铺作业的施工过程中，无法及时地了解并判断作业质量，需待完成全部作业后由人工进行检测。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种改进的地面平整信息检测传感器。在检测旋转激光高程偏差信息的同时，采用该传感器还实时检测地面平整信息，实现平整摊铺作业与地面平整信息检测同步进行。

具体而言，本发明的地面平整信息检测传感器包括激光高程传感阵列模块、测距模块、算法处理模块、通信传输模块和数显模块；该激光高程传感阵列模块和该测距模块的输出端分别与该算法处理模块的输入端电连接，该算法处理模块的输出端与该通信传输模块的输入端电连接，该通信传输模块的输出端分别与该数显模块输入端和高程控制器的输入端电连接；该激光高程传感阵列模块用于将提供激光基准平面信号的激光发射器发出的激光信号转化为电信号；该测距模块用于测量该地面平整信息检测传感器与待检地面之间的相对距离；所述算法处理模块包括用于解算旋转激光高程偏差信息和待检地面平整信息的计算单元，以激光高程传感阵列模块检测到的高程信息为参考，通过测距模块测量传感器至放样点的标定距离和传感器至待检地面距离，实时计算时地面平整信息。

进一步地，该激光高程传感阵列模块包括将激光发射器发出的激光信号转换为电信号的激光传感元件构成的激光传感阵列。其中激光发射器为旋转扫平激光发射器。

进一步地，该激光传感阵列包括成对的且感光面相互垂直的该激光传感元件，优选包括4个该激光传感元件。如此可实现360°无死角检测旋转激光信号。同时，将激光高程传感阵列任意位置可设置为高程零位置。

进一步地，该测距模块包括成对的信号发射器与信号接收器，该成对的信号发射器与信号接收器的信号传输方式选自激光、红外线、超声波中的任一种，优选激光。