(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211169020.2 (22)申请日 2022.09.26 (71)申请人 河南万里交通科技 集团无损检测 加 固技术有限公司 地址 461000 河南省许昌市魏都区龙祥路 与陈庄街交叉口 (72)发明人 蔡文才　刘澜波　郭士礼　田朋飞　 岳光华　李蕊　尚大菊　解攀　 刘稳超　 (74)专利代理 机构 北京创智合源知识产权代理 事务所(普通 合伙) 16092 专利代理师 吴彩凤 (51)Int.Cl. G01S 13/88(2006.01) G01S 13/86(2006.01)G01S 7/02(2006.01) G01S 19/14(2010.01) G05B 19/042(2006.01) G05D 1/02(2020.01) G06F 21/60(2013.01) H01Q 1/12(2006.01) H01Q 1/22(2006.01) (54)发明名称 一种无人驾驶的探地雷达深层病害智能感 知系统及装置 (57)摘要 本发明涉及路面无损检测中使用的探地雷 达深层病害探测技术领域， 尤其涉及一种无人驾 驶的探地雷达深层病害智能感知系统及装置， 包 括主控单元、 探地雷达系统模块、 路面影像录制 模块、 高度调节控制模块、 数据存显模块、 自动驾 驶模块、 GPS模块、 地面高度传感器及电源模块。 本发明具有可根据不同路况， 不同检测场景， 自 动控制各部件工作状态及动作执行， 使道路检测 功能更加科学完善， 可实现无人干预， 自动驾驶 并完成道路病害检测任务， 无人为主观因素干 扰， 使数据参考价值更大， 同时能够减少道路病 害检测的人力及物力投入， 保障道路检测人员人 身安全的优点。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115542316 A 2022.12.30 CN 115542316 A 1.一种无人驾驶的探地雷达深层病 害智能感知系统， 其特征在于： 包括主控单元、 探地 雷达系统模块、 路面影像录制 模块、 高度调节控制 模块、 数据存显模块、 自动驾驶模块、 GPS 模块、 地面高度传感器及电源模块， 所述主控单元分别与探地雷达系统模块、 路面影像录制 模块、 高度调节控制模块、 数据存显模块、 自动驾驶模块、 GPS模块、 地面高度传感器连接； 所 述GPS模块与自动 驾驶模块之 间存在数据传输， 所述GPS模块与探地雷达系统模块之间存在 数据传输， 所述 地面高度传感器与高度调节控制模块之间存在数据传输； 所述主控单 元： 系统控制核心， 负责整个系统各组成部分的数据采集处 理及运行控制； 所述探地雷达系统模块： 道路深层病害感知执 行机构； 所述路面影 像录制模块： 用于 录制检测道路实际情况； 所述高度调节控制模块： 用于探地雷达天线高度控制和调节， 避免因底线起伏造成探 地雷达天线损坏； 所述数据存显模块： 用于将系统获取或产生的数据进行存储或显示， 形成可视化人机 交互； 所述自动驾驶模块： 用于控制电动机、 转向控制电机动作执行， 进而控制系统行驶轨 迹； 所述GPS模块： 用于系统实时定位， 为自动驾驶提供位置信息， 为探地雷达数据采集提 供定位信息； 所述地面高度传感器： 收集前 方地面高度信息， 并将其反馈 至主控单 元； 所述电源 模块： 给整个系统提供电能。 2.根据权利要求1所述的无人驾驶的探地雷达深层病 害智能感知系统， 其特征在于： 所 述主控单元作为系统控制核心， 主要包括以下功能部件： MCU及MCU最小系统、 三极管驱动电 路、 串口通信电路1、 串口通信电路2、 串口通信电路3、 串口通信电路4、 显示屏 驱动电路、 变 送信号采集电路； 所述MCU： 为核心控制器， 用于主控单 元数据处理及通信； 所述MCU最小系统： 包括 LDO、 晶振， 为使M CU可正常工作的必要电路； 所述变送信号采集电路： 由采样电阻及运算放大器组成， 用于对地面高度传感器输出 的信号进行采集， 并接入M CU的ADC引脚， 进行距离计算； 所述三极管驱动电路： 用于放大MCU控制信号， 进而对高度调节控制模块进行控制， 使 其进行相应动作； 所述串口通信电路1： 用于MCU与探地雷达 间数据通信， 使MCU可以接收探地雷达回传信 息， 并向探地雷达发送控制指令； 所述串口通信电路2： 用于MCU与自动驾驶模块间数据通信， 使MCU可以接收自动驾驶模 块回传信息， 并向 自动驾驶模块发送控制指令； 所述串口通信电路3： 用于MCU与GPS模块间数据通信， 使MCU可以对GPS模块进行配置， 并接收GP S模块回传的位置信息； 所述串口通信电路4： 用于MCU与路面影像录制模块间数据通信， 使MCU可以向路面影像 录制模块发送控制指令， 控制其录制动作； 所述显示屏驱动电路： 用于驱动显示屏进行信息展示。 3.根据权利要求2所述的无人驾驶的探地雷达深层病 害智能感知系统， 其特征在于： 所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115542316 A 2述无人驾驶的探地雷达深层病害智能感知系统还包括有用于设置各功能组件的小 车， 驱动 小车行进、 转向的驱动电机， 及用于获取 车轮转数信息的编码器。 4.一种无人驾驶的探地雷达深层病 害智能感知装置， 其特征在于： 包括小车， 小车底板 的左右两侧各设置有两个车轮， 小车底板中部设置有探地雷达天线放置区， 所述探地雷达 天线放置区贯穿小车底板， 其中设置有探地雷达天线放置盒， 所述探地雷达天线放置盒可 以透过小车底板上下移动； 探地雷达天线放置盒内部设置有探地雷达天线； 所述探地雷达 天线放置盒与小 车底板之 间设置有高度调节控制单元， 所述高度调节控制单元能够驱动探 地雷达天线放置盒相对于小车底板上下移动； 所述小车底板上还设置有主控单元、 探地雷 达系统模块、 路面影像录制 模块、 高度调节控制 模块、 数据存显模块、 自动驾驶模块、 GPS模 块及电源模块； 所述小车底板的前端设置有距离传感器和 地面高度传感器， 小车底板的后 端设置有GPS天线固定孔位， 所述GPS天线固定孔位内固定设置有GPS天线支撑杆， GPS天线 支撑杆的顶端设置有GPS天线； 所述小 车上方设置有路面影像摄像头以及显示屏； 所述小 车 底板的左右两侧均设置有用于驱动车轮的驱动电机 。 5.根据权利要求4所述的无人驾驶的探地雷达深层病 害智能感知装置， 其特征在于： 所 述小车底板上方罩设有外壳， 所述探地雷达天线放置盒、 高度调节控制单元、 主控单元、 探 地雷达系统模块、 路面影像录制模块、 高度调节控制模块、 数据存显模块、 自动驾驶模块、 GPS模块、 电源模块及驱动电机均位于外壳内部； 所述距离传感器与地面高度传感器均设置 于靠近小车底板前端的外壳外侧； 所述路面影 像摄像头及显示屏 均位于外壳顶面上。 6.根据权利要求4所述的无人驾驶的探地雷达深层病 害智能感知装置， 其特征在于： 所 述高度调节控制单元包括固定设置在小车底板上、 位于探地雷达天线放置区外部的立柱， 固定设置在立柱靠近其顶端位置的升降电机， 套设在升降电机主轴 上的齿轮， 以及固定竖 直设置在探地雷达天线放置盒侧壁上， 与齿轮相啮合的齿条。 7.根据权利要求4所述的无人驾驶的探地雷达深层病 害智能感知装置， 其特征在于： 所 述驱动电机通过传动链条 带动与其同侧的两个车轮转动。 8.根据权利要求4所述的无人驾驶的探地雷达深层病 害智能感知装置， 其特征在于： 所 述小车底板上靠 近车轮处设置有用于采集车轮转动圈数 数值的编码器。 9.根据权利要求5所述的无人驾驶的探地雷达深层病 害智能感知装置， 其特征在于： 所 述路面影 像摄像头与外壳顶面之间竖直设置有具有伸缩结构的高度调节杆。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115542316 A 3