[发明专利]轨道移动式多维测量平台及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及地面遥感仪器测量平台技术领域，具体涉及轨道移动式多维测量平台及其控制方法。

背景技术

观测测量中搭载传感器的工具统称为测量平台。目前多维测量平台中，多角度观测平台的研究较多。例如在遥感领域，为了研究多角度遥感理论，瑞士苏黎世大学1999年开发了一种地面测量平台FIGOS，其优点为稳定、精度高、载重量大。缺点是测量高度（半径） SHAPE /* MERGEFORMAT 恒定、阴影大、不方便移动。

专利号为ZL200910243719.7的发明专利提出了一种移动多角度观测平台及使用其的观测方法，包括：用于移动和支撑的三轮底盘；高度可调且用于支撑的倾斜主梁；长度可调的水平平面旋转大臂；长度可调的竖直平面旋转测量臂；伸出长度可调的参考板拖架，三轮底盘的底部设有轮子，倾斜主梁固定在该三轮底盘的上方，倾斜主梁通过上端的滚动轴承与旋转大臂实现转动连接，旋转大臂的下端采用轴承与测量臂一端实现转动连接，测量臂的一端有探头安装平台，固定有观测探头，参考板拖架用于固定参考板，与倾斜主梁通过旋转轴转动连接。该移动多角度观测平台有移动底盘，能够移动，全方位多角度对同一观测热点进行观测，并且传感器到观测热点的距离可调。但是该平台主要是应用于地物光谱仪的多角度观测，并且其观测半径有限。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供轨道移动式多维测量平台及其控制方法。

本发明包括行走轨道、多维测量平台塔架、垂直升降机构、测量仪器安装平台和配电及自动控制系统，所述行走轨道铺设在地面上，所述多维测量平台塔架包括下部塔架底座、行走机构、旋转机构、上部塔架、自动伸缩塔臂和配重块，所述下部塔架底座的底部通过行走机构在行走轨道上移动，所述上部塔架的底部通过旋转机构安装在下部塔架底座的顶部，所述自动伸缩塔臂安装在上部塔架的顶部，所述配重块安装在自动伸缩塔臂的尾部，所述垂直升降机构的动力装置固定安装在自动伸缩塔臂的头部，所述测量仪器安装平台挂载在垂直升降机构的升降钢绳末端，所述配电及自动控制系统分别为行走机构、旋转机构、自动伸缩塔臂和垂直升降机构各执行器供电，并控制各执行器的执行动作。

所述旋转机构通过中心旋转集电器与配电及自动控制系统电连接，且中心旋转集电器安装在旋转机构内。

所述垂直升降机构由伺服电机、涡轮蜗杆减速器、转盘、定滑轮组件和钢丝绳组成，所述伺服电机、涡轮蜗杆减速器和定滑轮组件的支架分别固定安装在自动伸缩塔臂的头部位置，所述涡轮蜗杆减速器与伺服电机传动相连，所述转盘与涡轮蜗杆减速器的动力输出轴传动相连，钢丝绳的一端与转盘相连，并分别绕在转盘和定滑轮组件的定滑轮上，所述测量仪器安装平台挂载在钢丝绳的另一端。

它还有自收放卷线装置和三根电缆，所述自收放卷线装置安装在测量仪器安装平台上，所述三根电缆通过中心旋转集电器与配电及自动控制系统电连接，并绕在自收放卷线装置上。

所述配电及自动控制系统分别通过无线传输模块控制行走机构、旋转机构、自动伸缩塔臂和垂直升降机构各执行器的执行动作。

所述无线传输模块是2.4GZigBee传输模块。

所述配电及自动控制系统安装在塔架底座上。

所述轨道移动式多维测量平台的控制方法包括以下步骤：

A.确定试验需求，规划试验关键位置信息、速度信息。

B.系统上电后，进行系统自检，对编码器和电机驱动机进行功能自检；如果系统自检通过，进入步骤C，如果没有自检通过，进行报警，退出试验；

C.对于离散固定点观测，需要确定行走机构的水平方向平移位置信息x、旋转机构的旋转角度信息y、垂直升降机构的垂直方向高度位置信息z、自动伸缩塔臂的塔臂距离信息t；每个固定观测点对应一个位置变量（xi，yi，zi，ti），其中i表示固定观测点的标号；

D.将固定观测点的位置变量输入配电及自动控制系统的控制程序中；

E.操作人员点击需要运动到的位置，控制程序根据该位置对应的位置变量，自动控制行走机构、旋转机构、垂直升降机构、自动伸缩塔臂各执行器的动作；

F.动作到位后，控制遥感仪器设备进行观测，完成该点的测量；

G.重复步骤E和步骤F，实现所有固定观测点的运动控制和测量。