压路机控制方法和装置与流程

本发明涉及自动控制领域，特别是涉及一种压路机控制方法和装置。

背景技术：

土方填筑过程中影响到工程的质量的关键环节是振动压路机的碾压环节，该环节中可能会使用到平碾或者叠碾(进退错距法)这两种工艺，在实施这两种工艺中，振动压路机行走会成型碾压条带，一般情况下条带都是笔直的，相邻条带之间要求进行一定程度的搭接重叠，搭接处的宽度一般情况下不低于15厘米。

传统的施工管理过程中除非到现场实际查看及测量，否则管理人员无法获取该搭接处的宽度，从而无法得到碾压覆盖率，而现场测量对测量人员来说工作特别巨大，而且无法获取到整个碾压面的碾压覆盖率。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种碾压覆盖率处理方法和装置，其可以自动完成碾压覆盖率的计算并输出。

一种压路机控制方法，所述方法包括：

接收压路机的卫星定位数据；

根据所述卫星定位数据生成压路机的当前碾压带；

当存在与所述当前碾压带相交的已有的碾压带时，计算当前碾压带的碾压覆盖率；

输出当前碾压覆盖率至显示面板。

在其中一个实施例中，所述根据所述卫星定位数据生成压路机的当前碾压带的步骤包括：

根据所述卫星定位数据生成压路机行走的轨迹点；

根据所生成的轨迹点生成当前碾压带。

在其中一个实施例中，所述根据所获取的轨迹点生成当前碾压带的步骤包括：

若当前轨迹点与上一个轨迹点以及该当前碾压带的第一个轨迹点在一条直线上，则记录该当前轨迹点；

若当前轨迹点与上一个轨迹点以及该当前碾压带的第一个轨迹点不在一条直线上，则根据所记录的轨迹点生成当前碾压带，且在删除所记录的轨迹点后，记录该当前轨迹点。

在其中一个实施例中，所述轨迹点为设置在所述车辆上的参考定位装置的轨迹点；

所述根据所生成的轨迹点生成当前碾压带的步骤，包括：

查询所述参考定位装置到所述压路机边缘的距离；

根据所述压路机的前进方向以及所述参考定位装置到所述压路机边缘的距离生成所述当前碾压带。

在其中一个实施例中，所述计算当前碾压带的碾压覆盖率的步骤，具体包括：

获取与所述当前碾压带相交的第一条碾压带与当前碾压带相交所形成的多边形；

计算该多边形的面积与当前碾压带的面积的比值以作为当前碾压覆盖率；

当与当前碾压带相交的已有的碾压带的条数大于等于2时，则继续：

步骤A：继续获取与所述当前碾压带相交的另一条碾压带与当前碾压带相交所形成的多边形；

步骤B：计算该多边形的面积与当前碾压带的面积的比值；

步骤C：计算所述比值与所述当前碾压覆盖率的平均值以作为新的当前碾压覆盖率；

重复上述步骤A、步骤B和步骤C直至遍历完所有与所述当前碾压带相交的碾压带。

在其中一个实施例中，在所述步骤B之后还包括：

当所计算的比值大于上限阈值，或者当所计算的比值小于下限阈值时，则继续获取与所述当前碾压带相交的另一条碾压带与当前碾压带相交所形成的多边形；

当所计算的比值大于等于所述下限阈值且小于等于所述上限阈值时，则计算所述比值与所述当前碾压带的当前碾压覆盖率的平均值以作为新的当前碾压覆盖率。

在其中一个实施例中，还包括：

获取所述当前碾压带的所有轨迹点到与当前碾压带相交的每一条碾压带的距离的最大值和最小值；

获取所有最大值的平均值和所有最小值的平均值；

判断所述最大值的平均值和所述最小值的平均值是否大于所述压路机的宽度；

当所述最大值的平均值或者所述最小值的平均值大于所述压路机的宽度时，输出标注后的所述最大值的平均值和所述最小值的平均值至显示面板。

一种压路机控制装置，所述装置包括：

接收模块，用于接收压路机的卫星定位数据；

碾压带生成模块，用于根据所述卫星定位数据生成压路机的当前碾压带；

处理模块，用于在存在与所述当前碾压带相交的已有的碾压带时，计算当前碾压带的碾压覆盖率；

输出模块，用以输出当前碾压覆盖率至显示面板。

在其中一个实施例中，所述碾压带生成模块包括：

轨迹点生成单元，用于根据所述卫星定位数据生成压路机行走的轨迹点；

碾压带生成单元，用于根据所生成的轨迹点生成当前碾压带。

在其中一个实施例中，所述处理模块包括：

多边形获取模块，用于在所有与所述当前碾压带相交的碾压带的遍历未完成时，获取与所述当前碾压带相交的一条碾压带与当前碾压带相交所形成的多边形；

第一计算单元，用于计算该多边形的面积与当前碾压带的面积的比值；

第二计算单元，用于根据所述比值计算所述当前碾压带的碾压覆盖率。

上述的碾压覆盖率处理方法和装置，其通过卫星定位数据可以准确地获取压路机行走时的碾压带，并获取碾压带的碾压覆盖率，不需要人工进行测量。

附图说明

图1为一种压路机控制方法的流程图；

图2为一实施例中压路机碾压带的示意图；

图3为图1所示实施例中的步骤S106的具体流程图；

图4为图1所示实施例中压路机控制方法的补充流程图；

图5为图2所示的实施例的一个变形的示意图；

图6为一实施例中压路机控制装置的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

在详细说明根据本发明的实施例前，应该注意到的是，所述的实施例主要在于与压路机控制方法和装置相关的步骤和系统组件的组合。因此，所属系统组件和方法步骤已经在附图中通过常规符号在适当的位置表示出来了，并且只示出了与理解本发明的实施例有关的细节，以免因对于得益于本发明的本领域普通技术人员而言显而易见的那些细节模糊了本发明的公开内容。

在本文中，诸如左和右，上和下，前和后，第一和第二之类的关系术语仅仅用来区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定要求或暗示这种实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”或任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包含这些要素，而且还包含没有明确列出的其他要素，或者为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

在详细介绍本发明之前，首先对本发明中所涉及的技术进行介绍：

中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具有短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，可做实时动态高精度定位，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

地理信息系统(Geographic Information System或Geo－Information system，GIS)有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统。

请参阅图1所示，图1为一种压路机控制方法的流程图，该方法可以包括：

S102：接收压路机的卫星定位数据。

具体地，在该步骤中，可以是基于上述的中国北斗卫星导航系统、美国全球定位系统或者俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统来对压路机进行定位，该定位一般是将压路机看作一流动站，该压路机以及在该压路机附近的基站共同接收卫星信号，基站基于该卫星信号可以获取一差分数据，并将该差分数据发送至压路机，压路机通过计算可以获得压路机的精确定位数据。实际应用中可以通过在压路机车顶安装北斗高精度定位设备对压路机按照至少1HZ的数率进行厘米级定位。

S104：根据卫星定位数据生成压路机的当前碾压带。

具体地，在该步骤中，压路机上的车载电脑是工业级安卓平板电脑，该工业级安卓平板电脑是基于飞思卡尔车载硬件主板的平板电脑，搭载具有丰富图形渲染能力的安卓系统。且可以利用地理信息系统的缓冲区生成的功能，根据卫星定位数据生成压路机的当前碾压带。

S106：当存在与当前碾压带相交的已有的碾压带时，计算当前碾压带的碾压覆盖率。

具体地，在该步骤中，在车载电脑上可以显示已有的碾压带，当生成当前碾压带时，可以利用地理信息系统的空间查询的功能找出与当前碾压条带搭接的已有的碾压带，从而可以计算当前碾压带的碾压覆盖率。

S108：输出当前碾压覆盖率至显示面板。

具体地，车载电脑上具有一显示面板，在计算完成当前碾压带的碾压覆盖率时，可以显示该碾压覆盖率，以方便用户的及时查看。

上述的碾压覆盖率处理方法，其通过卫星定位数据可以准确地获取压路机行走时的碾压带，并获取碾压带的碾压覆盖率，不需要人工进行测量。

在其中一个实施例中，根据卫星定位数据生成压路机的当前碾压带的步骤可以包括：

S202：根据卫星定位数据生成压路机行走的轨迹点。

具体地，可以参见图2所示，图2为一实施例中压路机碾压带的示意图，在该实施例中，根据卫星定位数据可以依次获得压路机行走的轨迹点P1、P2、P3、P4等，在图2中仅示出4个点，在其他实施例中，压路机行走的碾压带的轨迹点可以包括其他数量个，在此不做限制。

S204：根据所生成的轨迹点生成当前碾压带。

上述过程完全有计算机实现，不需要人工参与，减少了人工测量工作量。

如图2所示，在其中一个实施例中，轨迹点可以为设置在车辆上的参考定位装置的轨迹点。因此，步骤S204可以包括：

S302：查询参考定位装置到压路机边缘的距离。

具体地，压路机的车载电脑中可以存储有该参考定位装置到压路机边缘的距离，例如当该参考定位装置设置于压路机的一边时，则只需要存储该参考定位装置到压路机的另一边的距离，换句话说，只需要存储该压路机的宽度。当该参考定位装置并未设置在压路机的一边时，则可能需要存储该参考定位装置到压路机的相对的两边的距离；且如果该参考定位装置设置在压路机的中央，即该参考定位装置到压路机的相对的两边的距离相等时，则可以只存储该压路机的宽度，或者该压路机的宽度的一半等。

S304：根据压路机的前进方向以及参考定位装置到压路机边缘的距离生成当前碾压带。

如图2所示，该参考定位装置是设置在压路机的中央，其轨迹点P1、P2、P3、P4是该参考定位装置的轨迹点，在该实施例中，首先在步骤S302中查询到该参考定位装置到压路机边缘的距离。其次根据压路机的前进方向，在与前进方向相垂直的方向上作出该压路机的边缘，以轨迹点P1为例，得到点P11和点P12，从而得到压路机的边缘的轨迹点，再依次获取与轨迹点P2相关的点P21和P22。最后连接P11和P12，P11和P21，P12和P22以获取当前碾压条带。

在上述实施例中，根据所生成的轨迹点，作出压路机的轮迹线，进而利用地理信息系统的缓冲区生成的功能自动生成碾压带。另外，生成碾压带后可以在车载电脑上显示，以便用户查看。

在其中一个实施例中，根据所获取的轨迹点生成当前碾压带S的步骤可以包括：

S402：若当前轨迹点与上一个轨迹点以及该当前碾压带S的第一个轨迹点在一条直线上，则记录该当前轨迹点。

在该实施例中，通过判断轨迹点是否在同一条直线上，可以参见图2所示，假设P1为当前碾压带S的第一个轨迹点，P2为上一个轨迹点，P3为当前轨迹点，则需要判断P1、P2、P3是否在同一条直线上，以判断该当前轨迹点P3是否表征为当前碾压带S的轨迹点。若当前轨迹点是P4，则需要判断P1、P3、P4是否在同一条直线上，而不是判断P1、P2、P4是否在同一条直线上，这样可以提高判断的精准度。

S404：若当前轨迹点与上一个轨迹点以及该当前碾压带S的第一个轨迹点不在一条直线上，则根据所记录的轨迹点生成当前碾压带S，且在删除所记录的轨迹点后，记录该当前轨迹点。

在上述的实施例中，可以引入集合的概念，例如，在当前轨迹点表征的是当前碾压带S，则将当前轨迹点存储当前碾压带S的轨迹点集合中，否则重新形成一个轨迹点集合，以表征下一条碾压带。在其中一个实施例中，可以将形成的大量的轨迹点或者轨迹点集合存储在本地或者相应的服务器中，以便后续的使用。

通过上述方式，可以方便且自动地区分不同的碾压带，不会出现同一轨迹点属于不同的碾压带的情况，从而能够正确地形成不同的碾压带。

在其中一个实施例中，请参阅图3所示，图3为图1所示实施例中的步骤S106的具体流程图。在该实施例中，计算当前碾压带的碾压覆盖率的步骤，具体可以包括：

S502：获取与当前碾压带S相交的第一条碾压带SP1与当前碾压带相交所形成的多边形ABCD。

具体地，在该步骤中可以先通过地理信息系统的空间查询的功能找出与当前碾压带S相搭接的碾压带，例如图2中所示的碾压带SP1和碾压带SP2为与当前碾压带S相交的碾压带。其次，可以通过地理信息系统中的多边形裁剪算法获取每一条碾压带与当前碾压带S相交的多边形。

S504：计算该多边形的面积与当前碾压带的面积的比值以作为当前碾压覆盖率。

具体地，在该实施例中，在本实施例中，用面积来表征当前碾压带S的碾压覆盖率，如图2中所示，当前碾压条带S与已有的碾压条带SP1相交的多边形ABCD，将该多边形ABCD的面积与当前碾压带S的面积作为该当前碾压带的碾压覆盖率。

以上如果与当前碾压带S相交的碾压带只有一条，则此时已经计算出该当前碾压带S的碾压覆盖率，但是实际应用中，通常与当前碾压带S相交的碾压带存在多条，从而需要进一步的计算才能获取当前碾压带S的碾压覆盖率，即当与当前碾压带S相交的已有的碾压带的条数大于等于2时，则继续以下步骤：

S506：继续获取与当前碾压带S相交的另一条碾压带SP2与当前碾压带S相交所形成的多边形EBCF。

具体地，在该实施例中，请参阅图2所示，与当前碾压带S相交的已有的碾压带可能不止一条，例如图2中存在碾压带SP1和碾压带SP2，此时则需要进一步计算当前碾压带S与碾压带SP2的碾压覆盖率。

S508：计算该多边形的面积与当前碾压带的面积的比值。

具体地，在该步骤中，与上文所述一致，可以先通过地理信息系统中的多边形裁剪算法获取碾压带SP2与当前碾压带S相交的多边形EBCF，再计算该多变相EBCF的面积与当前碾压带S的面积的比值。

S510：计算比值与当前碾压覆盖率的平均值以作为新的当前碾压覆盖率。

具体地，在本实施例中，当前碾压带S的碾压覆盖率是以所有与当前碾压带S相交的碾压带(SP1和SP2)的碾压覆盖率的平均值作为当前碾压带S的碾压覆盖率。

在其他的实施例中，如果与当前碾压带S相交的碾压带还不止两条，则需要S512：重复上述步骤S506、步骤S508和步骤S510直至遍历完所有与当前碾压带相交的碾压带。

在其中一个实施例中，在步骤S508之后还可以包括：

S602：当所计算的比值大于上限阈值，或者当所计算的比值小于下限阈值时，则继续获取与当前碾压带S相交的另一条碾压带与当前碾压带S相交所形成的多边形。

具体地，在该实施例中，上限阈值可以由用户自行设置，其主要目的是当两条碾压带之间的覆盖率达到该上限阈值时，则可以认为该两条碾压带是同一条碾压带，该上限阈值可以为75％、76％、78％或者81％等。下限阈值也可以由用户自行设置，其主要目的是当两条碾压带之间的碾压覆盖率小于该下限阈值时，则可以认为该两条碾压带之间未搭接，该下限阈值可以为10％、12％、8％、9％或5％等。因此如果所计算的比值大于上限阈值或者小于下限阈值时，则不会用该比值来表征该当前碾压带S的碾压覆盖率，因此可以直接丢弃该所计算的比值，再进行下一条与当前碾压带S相交的碾压带的计算。

S604:当所计算的比值大于等于下限阈值且小于等于上限阈值时，则计算比值与当前碾压带S的当前碾压覆盖率的平均值以作为新的当前碾压覆盖率。

具体地，在该实施例中，如果所计算的比值在上限阈值和下限阈值之间时，则可以用该比值来表征该当前碾压带S的碾压覆盖率，因此可以利用该比值更新该当前碾压带S的碾压覆盖率。

在上述实施例中，通过上限阈值和下限阈值来对于当前碾压带S相交的碾压带进行预先筛选，从而可以减少计算量，降低资源占用率。

上述的实施例中通过面积来实现对碾压覆盖率的表征，但是对于碾压带之间的空间关系并未涉及，因此为了完善该技术方案，在其中一个实施例中，可以引入距离参数，以表征碾压带之间的空间关系。

在本实施例中，具体可以参见图2和图4所示，图4为图1所示实施例中压路机控制方法的补充流程图，其中上述方法还可以包括以下步骤：

S702：获取当前碾压带S的所有轨迹点到与当前碾压带S相交的每一条碾压带的距离的最大值和最小值。

例如图2所示，其中P1点到碾压带SP1的距离为d11，P1点到碾压带SP2的距离为d21，P2点到碾压带SP1的距离为d12，P2点到碾压带SP2的距离为d22，P3点到碾压带SP1的距离为d13，P3点到碾压带SP2的距离为d23，P4点到碾压带SP1的距离为d14，P4点到碾压带SP2的距离为d24，假设当前碾压带S的轨迹点只有上述四个点(实际应用中轨迹点的数量要远远超过4个，在此仅是为了方便说明)，则各个轨迹点到当前碾压带S相交的第一条碾压带SP1的距离的最大值和最小值相等为d11(在其他实施例中，当第一条碾压带SP1与当前碾压带S并非完全平行时，该最大值和最小值是不相等的)，同理可以得到各个轨迹点到当前碾压带S相交的第二条碾压带SP2的距离的最大值和最小值相等为d21。

S704：获取所有最大值的平均值和所有最小值的平均值。

经过上述统计得到当前碾压带S的轨迹点集合中的轨迹点与当前碾压带S相交的碾压带SP1和SP2的距离的最大值和最小值，再求该最大值的平均值和最小值的平均值，以衡量当前碾压带S与其他碾压带的空间关系。

S706：判断最大值的平均值和最小值的平均值是否大于压路机的宽度。

请参阅图5所示，图5为图2所示的实施例的一个变形的示意图。在该实施例中，碾压带S1与碾压带SP3相交是存在问题的，该问题可以通过P5点到碾压带SP3的距离d51却大于当前碾压带S1的宽度来表征出来。

因此在上述实施例中，不仅可以求得当前碾压带S的碾压覆盖率，还可以同距离来表征当前碾压带S的位置关系。

S708：当最大值的平均值或者最小值的平均值大于压路机的宽度时，输出标注后的最大值的平均值和最小值的平均值至显示面板，以提示用户。

上述实施例中，通过上述的最大值的平均值或者最小值的平均值以作为当前碾压带S的碾压覆盖率的辅助标准，使得用户可以根据该数据来评估当前碾压带S的碾压覆盖率，简单准确。

在其中一个实施例中，可以仅输出上述的最大值的平均值或者最小值的平均值以供用户参考，也可以通过表述该最大值的平均值或者最小值的平均值对用户进行提示，例如标红字体、高亮显示或者增加感叹号等，在此对该显示形式不作限制。

请参阅图6所示，图6为一实施例中压路机控制装置的示意图。在该实施例中，所述装置包括：接收模块100，用于接收压路机的卫星定位数据；碾压带生成模块200，用于根据卫星定位数据生成压路机的当前碾压带；处理模块300，用于在存在与当前碾压带相交的已有的碾压带时，计算当前碾压带的碾压覆盖率；输出模块400，用以输出当前碾压覆盖率至显示面板。

在其中一个实施例中，碾压带生成模块200可以包括：轨迹点生成单元，用于根据卫星定位数据生成压路机行走的轨迹点；碾压带生成单元，用于根据所生成的轨迹点生成当前碾压带。

在其中一个实施例中，轨迹点生成单元还可以用于在当前轨迹点与上一个轨迹点以及该当前碾压带的第一个轨迹点在一条直线上时，记录该当前轨迹点；在当前轨迹点与上一个轨迹点以及该当前碾压带的第一个轨迹点不在一条直线上时，根据所记录的轨迹点生成当前碾压带，且在删除所记录的轨迹点后，记录该当前轨迹点。

在其中一个实施例中，碾压带生成单元包括查询子单元，用于查询参考定位装置到压路机边缘的距离；碾压带生成子单元，用于根据压路机的前进方向以及参考定位装置到压路机边缘的距离生成当前碾压带。

在其中一个实施例中，处理模块300可以包括：多边形获取模块，用于在所有与当前碾压带相交的碾压带的遍历未完成时，获取与当前碾压带相交的一条碾压带与当前碾压带相交所形成的多边形；第一计算单元，用于计算该多边形的面积与当前碾压带的面积的比值；第二计算单元，用于根据比值计算当前碾压带的碾压覆盖率。

在其中一个实施例中，处理模块300还可以包括第三计算单元，用于在所计算的比值大于上限阈值，或者在所计算的比值小于下限阈值时，则继续获取与当前碾压带相交的另一条碾压带与当前碾压带相交所形成的多边形；在所计算的比值大于等于下限阈值且小于等于上限阈值时，则计算比值与当前碾压带的当前碾压覆盖率的平均值以作为新的当前碾压覆盖率。

在其中一个实施例中，处理模块300还可以包括距离生成单元，用于获取当前碾压带的所有轨迹点到与当前碾压带相交的每一条碾压带的距离的最大值和最小值；且获取所有最大值的平均值和所有最小值的平均值；当最大值的平均值或者最小值的平均值大于压路机的宽度时，输出标注后的最大值的平均值和最小值的平均值至显示面板，以提示用户。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。