专利名称：基于Android系统的桥梁检测车3D模拟监控方法
技术领域：
本发明属于嵌入式安全监控领域。涉及一种基于Android操作系统的智能桥梁检测车安全监控设备。
背景技术：
桥梁检测车在桥梁检测、道路维修方面发挥着越来越重要的角色，其广阔的应用需求使得桥梁检测车的安全性以及操作人员的安全也显得越来越重要。国内的桥梁检测车在工作中主要靠人与人之间进行对讲得到桥面危险情况、桥下机械臂的状态，并以视频监控系统作为辅助。然而通过人与人之间相互对讲的方式来获得信息具有很大的主观性和危险性。并且由于桥梁检测车体积巨大，机械臂跨度很长，普通的视频监控无法达到全局监控的效果。因此国内的桥梁检测车急需一款有效的安全监控设备。
发明内容
本发明所需要解决的技术问题在于提供一种基于Android系统的桥梁检测车3D 模拟监控方法。本发明解决技术问题所采取的技术方案如下
在Android应用程序中，给桥梁检测车绘制3D模型，以及障碍物3D模型。在Android 应用程序中加载双轴倾角传感器驱动程序驱动。通过获取倾角传感器传来的角度数据来控制桥梁检测车3D模型的运动。并且在应用程序中编写碰撞检测算法，检测机械臂与障碍物之间的碰撞。如果检测到了碰撞发生，将触发Android应用程序中用SoundPool类实现的声音警报。本发明相对于现有技术具有以下有益效果本发明通过3D模型模拟机械臂的运动，可以达到桥梁检测车全局监控的目的。并且具有碰撞警报功能，大大提高了桥梁检测车的安全性。该发明结构简单，具有实用性、可靠性和有效性等优点。
图I是本发明的流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步说明。如图I所示，基于Android系统的桥梁检测车3D模拟监控方法包括如下步骤 步骤一在桥梁检测车的三个机械臂上分别安装三个双轴倾角传感器。并将这些传感
器正确的连接到搭有Android系统的开发板上,具体是
Android系统开发板采用友善之臂的mini6410 ;三个双轴倾角传感器的型号均为 BQ-1XN-TTL，量程为O 360度，通信方式为RS-232 ;传感器与开发板之间的数据传输依靠串口通信实现；首先需要正确地将双轴倾角传感器连接到开发板的串口上；即将双轴倾角传感器的+5V、GND引脚分别接串口的+5V和GND引脚；将传感器的TXD引脚接串口的RXT 引脚；然后把这三个双轴倾角传感器分别安装到桥梁检测车的三个机械臂上。步骤二 在Android应用程序中加载双轴倾角传感器驱动程序来采集双轴倾角传感器的角度数据，具体是
利用Android NDK将由C语言编写的双轴倾角传感器驱动程序编译成可直接运行于 Android平台上的本地代码，编译好的代码以后缀名为.so形式的文件存在。在Android应用程序中调用以后缀名为.so的动态链接库中包含的双轴倾角传感器操作API，来采集双轴倾角传感器的角度数据。具体操作过程如下
首先调用 int open_Port ( String devName, long baud, int dataBits, int stopBits )函数打开串口，然后调用 int select (int fd, int sec, int usee)函数判断串口中有无数据，如果有数据，将调用int read (int fd, byte[] data)函数读取串口中双轴倾角传感器的数据；
步骤三在Android应用程序中对桥梁检测车以及障碍物进行3D建模，具体是
桥梁检测车以及障碍物的3D建模需要调用Android系统中的OpenGL ES函数库；
对于桥梁检测车的建模第一步调用carBody. drawSelf (gl)方法绘制车身；第二步调用carHead. drawSelf (gl)绘制车头；第三步调用wheel. drawSelf (gl)绘制四个轮子；第四步调用carPlateform. drawSelf (gl)函数绘制机械臂支架；第五步调用 arm I. drawSelf (gl)、arm2. drawSelf (gl)、arm3. drawSelf (gl)方法绘制三段机械臂；
对于障碍物的建模由用户界面输入两桥墩间的间距L、桥面离水面的距离H以及桥体的宽度W ;利用这些输入的参数调用barrier. drawSelf (gl)函数绘制障碍物,这里的障碍物用缺少前面与背面的六面体等效；
步骤四通过双轴倾角传感器传来的数据，控制桥梁检测车机械臂3D模型的转动来模拟桥梁检测车机械臂真实的状态；并且在屏幕上显示，具体是
用由双轴倾角传感器传来的角度数据控制各段机械臂模型的角度变量，实现机械臂3D 模型的转动；
整个模型通过GLSurfaceView显示在IXD屏幕上；
步骤五检测机械臂3D模型是否与障碍物模型之间发生碰撞。如果检测到了碰撞发生，将触发声音警报，具体是
通过遍历机械臂模型坐标顶点的最大值点和最小值点，判断这些点是否位于障碍物模型之中；如果有一个点没有位于障碍物模型之中，即判断为碰撞的发生，并触发Android应用程序中用SoundPool类实现的声音警报。
权利要求
1.基于Android系统的桥梁检测车3D模拟监控方法，其特征包括以下步骤步骤一在桥梁检测车的三个机械臂上分别安装三个双轴倾角传感器；并将这些传感器正确的连接到搭有Android系统的开发板上,具体是Android系统开发板采用友善之臂的mini6410 ;三个双轴倾角传感器的型号均为 BQ-1XN-TTL，量程为O 360度，通信方式为RS-232 ;传感器与开发板之间的数据传输依靠串口通信实现；首先需要正确地将双轴倾角传感器连接到开发板的串口上；即将双轴倾角传感器的+5V、GND引脚分别接串口的+5V和GND引脚；将传感器的TXD引脚接串口的RXT 引脚；然后把这三个双轴倾角传感器分别安装到桥梁检测车的三个机械臂上；步骤二 在Android应用程序中加载双轴倾角传感器驱动程序来采集双轴倾角传感器的角度数据，具体是利用Android NDK将由C语言编写的双轴倾角传感器驱动程序编译成可直接运行于 Android平台上的本地代码，编译好的代码以后缀名为.so形式的文件存在；在Android应用程序中调用以后缀名为.so的动态链接库中所包含的双轴倾角传感器操作API，来采集双轴倾角传感器的角度数据；具体操作过程如下首先调用 int open_Port ( String devName, long baud, int dataBits, int stopBits )函数打开串口，然后调用 int select (int fd, int sec, int usee)函数判断串口中有无数据，如果有数据，将调用int read (int fd, byte[] data)函数读取串口中双轴倾角传感器的数据；步骤三在Android应用程序中对桥梁检测车以及障碍物进行3D建模，具体是桥梁检测车以及障碍物的3D建模需要调用Android系统中的OpenGL ES函数库；对于桥梁检测车的建模第一步调用carBody. drawSelf (gl)方法绘制车身；第二步调用carHead. drawSelf (gl)绘制车头；第三步调用wheel. drawSelf (gl)绘制四个轮子；第四步调用carPlateform. drawSelf (gl)函数绘制机械臂支架；第五步调用 arm I. drawSelf (gl)、arm2. drawSelf (gl)、arm3. drawSelf (gl)方法绘制三段机械臂；对于障碍物的建模由用户界面输入两桥墩间的间距L、桥面离水面的距离H以及桥体的宽度W ;利用这些输入的参数调用barrier. drawSelf (gl)函数绘制障碍物,这里的障碍物用缺少前面与背面的六面体等效；步骤四通过双轴倾角传感器传来的数据，控制桥梁检测车机械臂3D模型的转动来模拟桥梁检测车机械臂真实的状态；并且在屏幕上显示，具体是用由双轴倾角传感器传来的角度数据控制各段机械臂模型的角度变量，实现机械臂3D 模型的转动；整个模型通过GLSurfaceView显示在IXD屏幕上；步骤五检测机械臂3D模型是否与障碍物模型之间发生碰撞；如果检测到了碰撞发生，将触发声音警报，具体是通过遍历机械臂模型坐标顶点的最大值点和最小值点，判断这些点是否位于障碍物模型之中；如果有一个点没有位于障碍物模型之中，即判断为碰撞的发生，并触发Android应用程序中用SoundPool类实现的声音警报。
全文摘要
本发明涉及一种基于Android系统的桥梁检测车3D模拟监控方法，本发明包括以下步骤在搭有Android系统的开发板上正确连接双轴倾角传感器，并将这些传感器安装到桥梁检测车的机械臂上；在Android应用程序中驱动双轴倾角传感器，采集桥梁检测车机械臂转动的角度数据；在Android应用程序中对机械臂以及障碍物进行3D建模；通过倾角传感器传来的角度数据，控制机械臂3D模型的运动，并且在屏幕上显示；检测机械臂3D模型与障碍物模型之间发生的碰撞，并且触发声音警报。该方法不但能让用户对桥梁检测车的姿态进行全局的观察而且具有碰撞警报功能。这大大提高了桥梁检测车的安全性能。
文档编号G05B17/02GK102608920SQ20121006845
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者任建新, 张麒, 王秀敏 申请人:中国计量学院