[发明专利]一种利用惯导测量水泥地坪平整度的方法及测量系统

说明书

本申请涉及一种利用惯导测量水泥地坪平整度的方法及测量系统，方法包括：使用惯性测量单元测量角速度与加速度，使用全站仪测量控制点三维坐标；以卡尔曼滤波为框架，利用控制点坐标纠正惯导定位误差，获得位置、姿态和速度以及滤波中间信息，通过RTS平滑算法对所有数据进行平滑优化，得到最优估计的位置、姿态和速度；计算里程‑高程曲线并重采样，通过测量路线上任意一点在一定长度的局部窗口内的高程平均值、最大值与最小值来定义该点处的平整度指标。存储介质和终端设备用于存储和运行惯性测量程序。本方法能够解决对地坪平整度进行精确和快速的平整度检测问题，提高了平整度测量与评估的可重复性、规范性和可操作性。

技术领域

本申请涉及地坪平整度测量技术领域，尤其涉及一种利用惯导测量水泥地坪平整度的方法、计算机可读存储介质及测量系统。

背景技术

平整度是评估水泥地坪质量最为通用、最为重要的参数之一，其意义是描述地面崎岖不平的程度与整体倾斜的程度。对平整度的测量与检测，保障了地面上人或物的稳定，避免因凹凸不平或倾斜过度而导致的对人员和物品的损害，同时提升了地面的耐久度。

目前，地坪平整度的测量仪器为靠尺、塞尺和水准仪，测量方法包括以下两种方法：一、使用靠尺紧靠地面，使用楔形塞尺测量靠尺与地面间缝隙最大宽度；二、使用水准仪测量多个待测点位的高程，计算最大高程与最小高程的差值。但是采用上述测量方法存在测量速度慢、测量的精度低的问题。

因此，如何提升水泥地坪平整度的测量速度和精度是亟需解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种利用惯导测量水泥地坪平整度的方法、计算机可读存储介质及测量系统，旨在解决现有的水泥地坪平整度测量精度低、测量不方便的问题。

本申请实施例第一方面，提供了一种利用惯导测量水泥地坪平整度的方法，其中，所述方法包括步骤：

采集待测量水泥地坪上各测量点的惯性导航数据，以及用于修正惯性导航定位误差的测量控制点的三维坐标值；

基于所述惯性导航数据计算出所述各测量点的位置数据、姿态数据、速度数据以及滤波中间信息；

利用RTS平滑算法对所述位置数据、姿态数据、速度数据以及滤波中间信息进行平滑优化，得到所述各测量点最优估计的位置数据和姿态数据，并根据所述最优估计的位置数据和姿态数据计算出里程-高程曲线；

获取局部里程-高程曲线，对所述局部里程-高程曲线进行计算得到最大凸起和最大凹陷，以所述最大凸起和所述最大凹陷中绝对值最大的作为所述局部里程-高程曲线所对应的待测量水泥地坪的平整度指标；所述局部里程-高程曲线为从所述里程-高程曲线上截取的具有预设长度的里程-高程曲线。

可选地，所述的利用惯导测量水泥地坪平整度的方法，其中，所述惯性导航数据包括角速度数据和加速度数据，所述基于所述惯性导航数据计算出所述各测量点的位置数据、姿态数据、速度数据以及滤波中间信息，包括：

对所述角速度数据和加速度数据进行惯性递推，并以卡尔曼滤波为框架，基于所述控制点的三维坐标值对所述惯性递推进行修正，计算出所述待测量水泥地坪上各点的位置数据、姿态数据、速度数据以及滤波中间信息。

可选地，所述的利用惯导测量水泥地坪平整度的方法，其中：所述里程-高程曲线的计算公式为：

其中，Δt为惯性测量模块采样时间，θ_n为俯仰角，v_n为速度，d_n为待测量线路上各点的沿测量路线到起始点的里程值，h_n为待测量线路上各点的高程值。

可选地，所述的利用惯导测量水泥地坪平整度的方法，其中，所述平整度指标的计算公式为：