沥青路面行车性能激光检测装置制造方法及图纸

一种沥青路面行车性能激光检测装置，属于路面检测装置。主要解决现有路面检测装置存在的或测量精度较低、测试效率不高、测量数据较少，或装置构成复杂，价格非常昂贵的缺点。本实用新型专利技术具有传感器和设置有多路图像采集卡、视频分配器、距离测试仪、工控机、电控平移台及电源的汽车，其特征是所说的传感器包括由线式激光器和广角短焦距面阵ＣＣＤ摄像机组成的Ⅰ型传感器及由线式激光器和长焦距面阵ＣＣＤ摄像机组成的Ⅱ型传感器，其中，Ⅰ型传感器安装在汽车的前部测试梁上，Ⅱ型传感器安装在与汽车的后部测试梁连接的电控平移台上。本实用新型专利技术可实现对路面行车性能多参数的高精度、无损伤、非接触、快速自动化检测，具有结构简单，测量数据多，自动化程度高等优点。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于公路路面检测装置，具体地说是一种高速公路沥青路面行车性能多参数自动检测装置。
技术介绍
高速公路路面行车性能检测参数主要有路面平整度、车辙深度、横坡度和路面构造深度。国内传统的车辙检测方法主要有目测法和直尺法，路面平整度的检测常采用简单的仪器和方法，如水平仪、三米直尺。这些方法虽然操作简单，但检测精度非常低，同时耗费大量的时间和人力，其检测结果受环境、人为因素影响很大。现在国内路面平整度等的检测采用接触式的机械设备，其测量精度较低，测试效率不高，同时仪器笨重，运输及装卸不方便。而路面构造深度的测量还是使用传统的沙铺法，检测精度不高，效率低下。国外的路面参数自动化检测装置，主要利用超声法和激光法，其测量参数主要是路面平整度和车辙深度。这些装置都是基于单点测量的传感器(超声传感器、激光传感器)设计的，测量数据较少。基于超声法的平整度断面测试仪，设备价格便宜，系统稳定耐用，但其测量精度仅1mm，而且它对顺序纹理的路面很不稳定、不灵敏。而基于单点测量的激光传感器的路面测试仪，尽管测量精度高，稳定性好，但要对全车道横断面进行测量，则需要布置大量传感器(通常为二十套左右)，不仅装置构成复杂，价格非常昂贵，检测位置有限，而且还未能实现对路面构造深度进行检测。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有高速公路路面检测中存在的问题，提供一种沥青路面行车性能激光检测装置，通过使用少量传感器对路面横断面进行连续测量，实现路面行车性能参数(路面平整度、车辙深度、横坡度以及路面构造深度)的高精度、无损伤、非接触、快速自动化检测，具有结构简单，测量数据多，自动化程度高等优点。本技术具有传感器和设置有多路图像采集卡、视频分配器、距离测试仪、工控机、电控平移台及电源的汽车。本技术是这样实现的所说的传感器包括由线式激光器和广角短焦距面阵CCD摄像机组成的I型传感器及由线式激光器和长焦距面阵CCD摄像机组成的II型传感器，其中，I型传感器安装在汽车的前部测试梁上，II型传感器安装在与汽车的后部测试梁连接的电控平移台上。上述I型传感器共有三套且以均匀布置的方式安装在汽车的前部测试梁上。所说的I型传感器中的线式激光器光平面与广角短焦距面阵CCD摄像机轴线的夹角为40°-50°，II型传感器中的线式激光器光平面与长焦距面阵CCD摄像机轴线的夹角为10°-20°。所说I型传感器中的线式激光器光平面与广角短焦距面阵CCD摄像机轴线的夹角为45°，II型传感器中的线式激光器光平面与长焦距面阵CCD摄像机轴线的夹角为15°。本技术基于激光三角法测量原理，采用线结构光照明和面阵CCD摄像机成像，对路面进行高精度、无损伤、非接触、快速自动化检测。其中，检测路面平整度、车辙深度、横坡度等参数时，是在汽车行驶过程中实时进行的，传感器中的面阵CCD摄像机使用的是广角短焦距自动光圈镜头；检测路面构造深度时，是在汽车处于停止状态下进行的，传感器中的面阵CCD摄像机使用的是长焦距自动光圈镜头。通过使用由线式激光器和广角短焦距面阵CCD摄像机组成的I型传感器，可以使用较少的传感器(少于4套)实现全车道横断面的连续测量，同时不降低路面检测参数的检测精度，并且在一定程度上，提高了装置的检测结果的可靠性。这样，既简化了装置的构成，又降低了装置的复杂性，同时使成本降低，而且测量数据多。采用由线式激光器和长焦距面阵CCD摄像机组成的II型传感器，使用电控平移台对目标路面区域进行扫描检测，从而实现路面构造深度的自动化检测。传感器中面阵CCD摄像机镜头的选择、线式激光器与面阵CCD摄像机的相对位置以及传感器的安装高度等，都是以激光三角法测量原理为基础，依据传感器所需的照射范围和测量精度来确定。本技术利用传感器采集路面数据，经过A/D转换，通过图像采集卡，传送到工控机(计算机)，利用配套的处理软件进行数据处理、显示和存储。其中，汽车行驶中对路面平整度、车辙深度、横坡度测量时，利用距离测试仪提供多套I型传感器的同步采集触发信号，并通过视频分配器实现多套I型传感器的同步采集，以保证多套I型传感器采集的路面数据在同一横断面上。同时，距离测试仪还向工控机提供测量采集信号时的行驶状态参数和里程数。A/D转换后的数字信号，通过多路图像采集卡，传送到工控机中进行处理。数据处理后，可以提供相关参数的数据报表、图形显示及打印。附图说明图1是本技术结构示意图。图2是I型传感器的夹角示意图。图3是II型传感器的夹角示意图。图4是本技术工作流程框图。图中1-I型传感器、2-线式激光器、3-广角短焦距面阵CCD摄像机、4-II型传感器、5-长焦距面阵CCD摄像机、6-汽车、7-前部测试梁、8-后部测试梁、9-图像采集卡、10-视频分配器、11-距离测试仪、12-工控机、13-电控平移台、14-电源。具体实施方式以下结合附图和实施例进一步说明本技术。实施例I型传感器1由线式激光器2和广角短焦距面阵CCD摄像机3组成，共三套，按间隔1.3m的距离均匀布置安装在汽车6的前部测试梁7上，三套I型传感器底部出光口距地面距离800mm±10mm，其中，线式激光器2的扇面角为80°，广角短焦距面阵CCD摄像机3使用f＝2.8mm的广角镜头，线式激光器2的光平面与广角短焦距面阵CCD摄像机3的轴线的夹角为45°，II型传感器4由线式激光器2和长焦距面阵CCD摄像机5组成，一套，安装在与汽车6的后部测试梁8连接的电控平移台13上，II型传感器底部出光口距地面距离800mm±10mm，其中，线式激光器2的扇面角亦为80°，长焦距面阵CCD摄像机5使用f＝16mm的镜头，线式激光器2的光平面与长焦距面阵CCD摄像机5的轴线的夹角为15°。参照图4，在检测路面平整度、车辙深度、横坡度时，汽车6处于行驶状态，由距离测试仪11提供时间脉冲，通过视频分配器10控制三套I型传感器1同步采集路面数据。随后，三套I型传感器1的采集信号通过多路图像采集卡9，传送到工控机12中，利用配套的数据处理程序，进行实时的数据处理，并存储相关的实时信息和检测数据到数据库。在检测路面构造深度时，汽车6处于停止状态，通过工控机12控制电控平移台13，利用电控平移台13上固定安装的一套II型传感器4对目标路面区域进行纵向扫描，采集路面数据，经由图像采集卡9传送到工控机12，交由配套的路面构造深度检测程序进行数据处理，最后将处理后的构造深度的相关数据存储到数据库中。数据的采集过程，可以通过数据采集程序进行控制，实现采集自动化，通过调用数据分析程序，可以在线或离线查询、显示、打印沥青路面行车性能检测参数的检测结果及分析结论。主要技术指标有1、高度测量分辨率±0.2mm，纵向分辨率20mm；2、测量范围高度80mm，横向4000mm；3、纵向采样间隔1000mm；4、测量时测量行驶速度0-60km/h。权利要求1.一种沥青路面行车性能激光检测装置，具有传感器和设置有多路图像采集卡、视频分配器、距离测试仪、工控机、电控平移台及电源的汽车，其特征是所说的传感器包括由线式激光器和广角短焦距面阵CCD摄像机组成的I型传感器及由线式激光器和长焦距面阵CCD摄像机组成的II型传感器，其中，I型传感器安装在汽车的前部测试梁上，II本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沥青路面行车性能激光检测装置，具有传感器和设置有多路图像采集卡、视频分配器、距离测试仪、工控机、电控平移台及电源的汽车，其特征是所说的传感器包括由线式激光器和广角短焦距面阵ＣＣＤ摄像机组成的Ⅰ型传感器及由线式激光器和长焦距面阵ＣＣＤ摄像机组成的Ⅱ型传感器，其中，Ⅰ型传感器安装在汽车的前部测试梁上，Ⅱ型传感器安装在与汽车的后部测试梁连接的电控平移台上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈韶华，胡曙光，谭石海，丁庆军，王爱敏，叶家军，马国华，陈翔宇，郁春潮，
申请(专利权)人：陈韶华，胡曙光，谭石海，丁庆军，王爱敏，叶家军，马国华，陈翔宇，郁春潮，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]