一种检测道路路基沉降的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种检测道路路基沉降的系统及方法，所述系统包括支架、设置在支架的一端的激光器、设置在支架的另一端的相机、与相机连接的控制器以及车；支架的一端与车的一侧连接，另一端悬空；激光器与车的夹角为设定值；相机用于获取路面图像信息；控制器用于获取路面图像信息中车到路肩的图像距离，并根据图像距离、控制器内存储的标准距离以及设定值，计算相机到路面的实际高度，还用于根据实际高度和控制器内存储的标准高度，计算道路路基的沉降值；再结合车行驶过的道路线形信息和沉降值，生成道路沉降变化曲线，实现了全自动检测道路路基的沉降值的检测。因此，采用本发明专利技术提供的系统或者方法，能够自动检测道路路基沉降值。

【技术实现步骤摘要】
一种检测道路路基沉降的系统及方法
本专利技术涉及道路路基不均匀沉降检测领域，特别是涉及一种用于软土地基所产生的道路路基不均匀沉降的自动化检测系统及方法。
技术介绍
在沿海地区往往存在一定厚度的软土，由于软土的自身特性，建筑于软土地基上的交通基础设施工后沉降较大，且高架设施、地面交通等的存在使得这种沉降又呈现出了不同的表现形式。除去地基本身的特性外，人为的地基处理及加固的不均匀性也使得路基沉降变得更加不均匀。而这种道路路基所产生的不均匀沉降会对于行车舒适性、道路寿命均有一定影响。尤其是大型城市高速高架道路、地面道路、地下交通等立体交通，一旦道路路基沉降，就会发生恶性交通事故。因此，需要有一套道路路基沉降观测设备对于道路路基沉降进行周期性监控，有助于工程师及时发现异常情况，分析沉降速率及沉降特性，制定更合理的沉降处理措施，预防恶性事故的发生。现有的沉降监测方法主要包括埋设传感器、水准仪、全站仪及三维扫描等方法。其中，埋设传感器受限于传感器的使用寿命及埋设范围，往往只能用于施工后的短期沉降监测，并不适合用于设施的长期性能跟踪，且无法全线覆盖；水准仪由于以人工检测为主，干扰交通，存在一定的安全风险，且检测耗时较长；全站仪或者具备三维扫描功能的全站仪通常设置于一个固定的测绘点，需要保证其视野中涵盖所有检测位置，但是由于道路为线状结构物，故而该检测方法存在一定局限性，不适合用于高架道路的沉降观测。综上所述，如何设计一种能够自动化检测道路路基沉降的方法，是道路路基不均匀沉降检测领域急需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种检测道路路基沉降的系统及方法，能够实现道路路基沉降值的自动化检测。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种检测道路路基沉降的系统，所述系统包括相机、激光器、控制器、支架以及车；所述支架的一端与所述车的一侧连接，所述支架的另一端悬空；所述激光器，设置在所述支架的一端，且与所述车的夹角为设定值；所述激光器，用于向路面发送激光光带；所述相机，设置在所述支架的另一端，用于拍摄所述激光光带在路面的投影，得到路面图像信息；其中，所述激光光带的光线中轴与所述相机的拍摄光轴相交于一点；所述控制器，与所述相机连接，用于获取所述路面图像信息中车到路肩的图像距离，并根据所述图像距离、所述控制器内存储的标准距离以及所述设定值，计算所述相机到路面的实际高度；所述控制器，还用于根据所述实际高度和所述控制器内存储的标准高度，计算道路路基的沉降值；其中，所述标准距离为所述车放在未沉降路面时车到路肩的距离；所述标准高度为所述车放在未沉降路面时相机到未沉降路面的高度。可选的，所述系统还包括车辆姿态记录装置、距离编码器以及GPS定位装置；所述车辆姿态记录装置，设置在所述车的中轴上，与所述车行驶的方向平行，用于获取所述车的姿态信息；所述距离编码器，设置在车轮上，用于获取所述车在行驶过程中的行驶距离信息；所述GPS定位装置，设置在所述车靠近路肩的一侧上，用于获取所述车的位置信息；所述控制器，分别与所述车辆姿态记录装置、所述距离编码器、所述GPS定位装置连接，用于根据所述姿态信息、所述行驶距离信息以及所述位置信息，生成所述车行驶的道路线形信息。可选的，所述系统还包括：瞬时加速度计；所述瞬时加速度计，设置在所述相机上，用于获取振动数据；所述控制器，与所述瞬时加速度计连接，用于根据所述振动数据，对所述沉降值进行修正，得到第一次修正后的沉降值。可选的，所述控制器，与所述车辆姿态记录装置连接，用于根据所述姿态信息，对所述第一次修正后的沉降值进行坡度修正，得到第二次修正后的沉降值。可选的，所述控制器，还用于根据所述道路线形信息和所述第二次修正后的沉降值，生成道路沉降变化曲线。本专利技术还提供了一种检测道路路基沉降的方法，所述方法应用于一种检测道路路基沉降的系统，所述系统包括相机、激光器、控制器、支架、车辆姿态记录装置、距离编码器、GPS定位装置、瞬时加速度计以及车；所述支架的一端与所述车的一侧连接，所述支架的另一端悬空；所述激光器，设置在所述支架的一端，且与所述车的夹角为设定值；所述相机，设置在所述支架的另一端；所述车辆姿态记录装置，设置在所述车的中轴上，与所述车行驶的方向平行；所述距离编码器，设置在车轮上；所述GPS定位装置，设置在所述车靠近路肩的一侧上；所述瞬时加速度计，设置在所述相机上；所述控制器，分别与所述相机、所述瞬时加速度计、所述距离编码器、所述车辆姿态记录装置以及所述GPS定位装置连接；所述方法包括：获取路面图像信息；根据所述路面图像信息，获取所述路面图像信息中车到路肩的图像距离；根据所述图像距离、所述控制器内存储的标准距离以及所述设定值，计算所述相机到路面的实际高度；根据所述实际高度和所述控制器内存储的标准高度，计算道路路基的沉降值；其中，所述标准距离为所述车放在未沉降路面时车到路肩的距离；所述标准高度为所述车放在未沉降路面时相机到未沉降路面的高度；对所述沉降值进行修正，得到修正后的沉降值；获取所述车行驶过的道路线形信息；根据所述道路线形信息和所述修正后的沉降值，生成道路沉降变化曲线。可选的，所述获取路面图像信息包括：采用所述激光器向路面发送激光光带；采用所述相机拍摄所述激光光带在路面的投影，获取路面图像信息；其中，所述激光光带的光线中轴与所述相机的拍摄光轴相交于一点。可选的，所述对所述沉降值进行修正，得到修正后的沉降值，具体包括：获取所述瞬时加速度计采集的振动数据；根据所述振动数据对所述沉降值进行修正，得到第一次修正后的沉降值；获取所述车辆姿态记录装置采集的所述车的姿态信息；根据所述姿态信息，对所述第一次修正后的沉降值进行坡度修正，得到第二次修正后的沉降值。可选的，所述获取所述车行驶过的道路线形信息具体包括：获取所述距离编码器采集的车在行驶过程中的行驶距离信息；获取GPS定位装置采集的所述车的位置信息；根据所述姿态信息、所述行驶距离信息以及所述位置信息，生成所述车行驶的道路线形信息。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术公开了一种检测道路路基沉降的系统及方法，所述系统包括支架、设置在支架的一端的激光器、设置在支架的另一端的相机、与相机连接的控制器以及车；支架的一端与车的一侧连接，另一端悬空；激光器，与车的夹角为设定值，用于向路面发送激光光带；相机，用于拍摄激光光带在路面的投影，得到路面图像信息；控制器，用于获取路面图像信息中车到路肩的图像距离，并根据图像距离、控制器内存储的标准距离以及设定值，计算相机到路面的实际高度，还用于根据实际高度和控制器内存储的标准高度，计算道路路基的沉降值；其中，标准距离为车放在未沉降路面时车到路肩的距离；标准高度为车放在未沉降路面时相机到未沉降路面的高度；再结合车行驶过的道路线形信息和沉降值，生成道路沉降变化曲线，实现了全自动检测道路路基的沉降值。因此，采用本专利技术提供的系统或者方法，能够能够自动检测道路路基沉降值。另外，相机、激光器及瞬时加速度计作为一个刚性的整体连接，受外界环境的影响较小，GPS定位装置及车辆姿态记录装置为道路线形拟合及高差修正提供了很好的数据支持。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测道路路基沉降的系统，其特征在于，所述系统包括相机、激光器、控制器、支架以及车；所述支架的一端与所述车的一侧连接，所述支架的另一端悬空；所述激光器，设置在所述支架的一端，且与所述车的夹角为设定值；所述激光器，用于向路面发送激光光带；所述相机，设置在所述支架的另一端，用于拍摄所述激光光带在路面的投影，得到路面图像信息；其中，所述激光光带的光线中轴与所述相机的拍摄光轴相交于一点；所述控制器，与所述相机连接，用于获取所述路面图像信息中车到路肩的图像距离，并根据所述图像距离、所述控制器内存储的标准距离以及所述设定值，计算所述相机到路面的实际高度；所述控制器，还用于根据所述实际高度和所述控制器内存储的标准高度，计算道路路基的沉降值；其中，所述标准距离为所述车放在未沉降路面时车到路肩的距离；所述标准高度为所述车放在未沉降路面时相机到未沉降路面的高度。

【技术特征摘要】
1.一种检测道路路基沉降的系统，其特征在于，所述系统包括相机、激光器、控制器、支架以及车；所述支架的一端与所述车的一侧连接，所述支架的另一端悬空；所述激光器，设置在所述支架的一端，且与所述车的夹角为设定值；所述激光器，用于向路面发送激光光带；所述相机，设置在所述支架的另一端，用于拍摄所述激光光带在路面的投影，得到路面图像信息；其中，所述激光光带的光线中轴与所述相机的拍摄光轴相交于一点；所述控制器，与所述相机连接，用于获取所述路面图像信息中车到路肩的图像距离，并根据所述图像距离、所述控制器内存储的标准距离以及所述设定值，计算所述相机到路面的实际高度；所述控制器，还用于根据所述实际高度和所述控制器内存储的标准高度，计算道路路基的沉降值；其中，所述标准距离为所述车放在未沉降路面时车到路肩的距离；所述标准高度为所述车放在未沉降路面时相机到未沉降路面的高度。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括车辆姿态记录装置、距离编码器以及GPS定位装置；所述车辆姿态记录装置，设置在所述车的中轴上，与所述车行驶的方向平行，用于获取所述车的姿态信息；所述距离编码器，设置在车轮上，用于获取所述车在行驶过程中的行驶距离信息；所述GPS定位装置，设置在所述车靠近路肩的一侧上，用于获取所述车的位置信息；所述控制器，分别与所述车辆姿态记录装置、所述距离编码器、所述GPS定位装置连接，用于根据所述姿态信息、所述行驶距离信息以及所述位置信息，生成所述车行驶的道路线形信息。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：瞬时加速度计；所述瞬时加速度计，设置在所述相机上，用于获取振动数据；所述控制器，与所述瞬时加速度计连接，用于根据所述振动数据，对所述沉降值进行修正，得到第一次修正后的沉降值。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器，与所述车辆姿态记录装置连接，用于根据所述姿态信息，对所述第一次修正后的沉降值进行坡度修正，得到第二次修正后的沉降值。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器，还用于根据所述道路线形信息和所述第二次修正后的沉降值，生成道路沉降变化曲线。6.一种检测道路路基沉降的方法，其特征在于，所述方法应用于一种检测道路路基沉降的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贻超，王慧，杨昆，万晓敏，
申请(专利权)人：上海市政养护管理有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31