基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀及檢測方法
【專利說明】基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀及檢測方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及到路面平整度檢測技術(shù)，特別涉及到一種基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來，隨著我國高等級公路建設(shè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其養(yǎng)護(hù)管理日漸重要，路面平整度信息是評價(jià)路面質(zhì)量好壞的關(guān)鍵指標(biāo)之一。所謂路面平整度是指路面沿前行方向凹凸量的偏差值。不良的路面平整度不僅影響道路行車安全，降低行車舒適度，增大行車噪聲污染，同時(shí)加速路面結(jié)構(gòu)破壞，影響路面使用年限，縮短養(yǎng)護(hù)周期。目前，國內(nèi)外常用的路面平整度檢測方法主要有三種，即3m直尺法、連續(xù)式平整度儀和顛簸累計(jì)儀。所述3m直尺法采用3m長的直尺放置在路面上，觀察路面與直尺間的間隙，由此判斷路面的平整度。顯然，3m直尺法不僅工作強(qiáng)度大，而且精度較低。所述連續(xù)式平整度儀采用前后兩組軸間距離為3m的行輪，在機(jī)架中間有一個(gè)能起落的測定輪，沿路面前行方向以一定間隔采集測定輪的單向垂直位移數(shù)據(jù)，計(jì)算10m中數(shù)據(jù)的方差。顯然，連續(xù)式平整度儀沿用了 3m直尺法的檢測原理，其自動(dòng)化程度較高，但仍存在測量精度較低等問題。所述顛簸累計(jì)儀采用測試車輛以一定的速度在路面上行駛，由于路面上的凹凸不平狀況，引起汽車的激振，通過機(jī)械傳感器測量后軸同車廂之間單向位移的累積值VBI，由此，測定路面的平整度。顯然，顛簸累計(jì)儀采用間接測定方式，其測量精度較低。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)路面平整度檢測方法存在著工作強(qiáng)度較大和測量精度較低等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)路面平整度檢測方法存在的工作強(qiáng)度較大和測量精度較低等問題，本發(fā)明提出一種基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀及檢測方法。本發(fā)明基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀，包括:檢測車、線光源、攝像裝置、控制處理單元；若干個(gè)線光源通過支架安裝在檢測車尾部或車頭一側(cè)，并使線光源的指向與檢測車的行進(jìn)方向平行，使線光源垂直照射在被檢測路面上；攝像裝置設(shè)置在檢測車尾部或車頭的另一側(cè)，其拍攝方向與被檢測路面保持一個(gè)確定的角度Θ且與線光源的指向垂直；控制處理單元設(shè)置在檢測車內(nèi)部；所述線光源是指照射區(qū)域?yàn)橹本€狀或多條平行直線狀的單色光源，其直線方向即為線光源的指向；所述控制處理單元能夠控制攝像裝置拍攝各個(gè)線光源照射在路面上的圖像并能夠?qū)ε臄z到的圖像進(jìn)行處理，獲取各個(gè)線光源照射在路面上的曲線并適時(shí)報(bào)告檢測結(jié)果。
[0005]進(jìn)一步的，所述線光源為能產(chǎn)生單束或多束平行直線狀單色光源的激光器，或者為能產(chǎn)生單色面光源的激光器用帶有線狀孔的擋板遮光后形成單束或多束平行直線狀的單色光源。
[0006]進(jìn)一步的，所述拍攝方向與被檢測路面保持一個(gè)確定的角度Θ且與線光源的指向垂直，包括使攝像裝置的拍攝視線與線光源的指向垂直，并且，保持拍攝視線與路面水平線的傾角為Θ。
[0007]進(jìn)一步的，所述攝像裝置的拍攝視角Θ為可調(diào)。
[0008]進(jìn)一步的，所述控制處理單元能夠控制攝像裝置拍攝各個(gè)線光源照射在路面上的圖像，包括按照設(shè)定的時(shí)間間隔拍攝各個(gè)線光源同時(shí)照射在路面上的圖像，或者各個(gè)線光源分別照射在路面上的圖像。
[0009]進(jìn)一步的，所述控制處理單元能夠?qū)ε臄z到的圖像進(jìn)行處理，獲取各個(gè)線光源照射在路面上的曲線并適時(shí)報(bào)告檢測結(jié)果，包括，對拍攝到的圖像進(jìn)行處理并獲取各個(gè)線光源照射在路面上的曲線，并在各條曲線與擬合直線的最大差值超出設(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警；其中，所述各個(gè)線光源照射在路面上的曲線是指各個(gè)線光源照射在路面上后，路面上的各個(gè)高低不平的反射或折射點(diǎn)所形成的曲線；所述各條曲線的擬合直線是指根據(jù)該曲線采用最小二乘法擬合出來的最接近該曲線的直線；所述各條曲線與擬合直線的差值指曲線上的點(diǎn)與擬合直線上對應(yīng)點(diǎn)的差值。
[0010]本發(fā)明基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測方法，采用基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀對路面平整度進(jìn)行檢測，包括以下步驟:
51、采用基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀對路面平整度進(jìn)行檢測，所述基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀包括:檢測車、線光源、攝像裝置、控制處理單元；若干個(gè)線光源通過支架安裝在檢測車尾部或車頭一側(cè)，并使線光源的指向與檢測車的行進(jìn)方向平行，使線光源垂直照射在被檢測路面上；攝像裝置設(shè)置在檢測車尾部或車頭的另一側(cè)，其拍攝方向與被檢測路面保持一個(gè)確定的角度Θ且與線光源的指向垂直；控制處理單元設(shè)置在檢測車內(nèi)部；所述線光源是指照射區(qū)域?yàn)橹本€狀或多條平行直線狀的單色光源，其直線方向即為線光源的指向；所述控制處理單元能夠控制攝像裝置拍攝各個(gè)線光源照射在路面上的圖像并能夠?qū)ε臄z到的圖像進(jìn)行處理，獲取各個(gè)線光源照射在路面上的曲線并適時(shí)報(bào)告檢測結(jié)果；
52、以待檢測道路路面的行車道輪跡，即車轍為檢測對象，并取車轍中間位置為測定中心；
53、按照檢測要求設(shè)置檢測車的勻速行駛速度和攝像裝置拍攝圖像的間隔時(shí)間，其中，如果需要對路面連續(xù)進(jìn)行檢測的，則攝像裝置拍攝圖像的間隔時(shí)間與圖像處理時(shí)間相同且檢測車勻速行駛的速度為單位時(shí)間內(nèi)攝像裝置拍攝圖像的次數(shù)與線光源的長度的乘積；如果不需要對路面連續(xù)進(jìn)行檢測的，則按照間斷距離的長度和所選擇的檢測車勻速行駛的速度設(shè)置攝像裝置拍攝圖像的間隔時(shí)間；
54、控制檢測車按照設(shè)定的速度勻速行駛，在行駛過程中，保證線光源的縱向中心與測定中心盡可能重合，攝像裝置按照設(shè)定的時(shí)間對各個(gè)線光源照射在路面上的圖像進(jìn)行拍攝并對拍攝到的圖像進(jìn)行處理，獲取各個(gè)線光源照射在路面上的曲線并適時(shí)報(bào)告檢測結(jié)果；包括，對拍攝到的圖像進(jìn)行處理并獲取各個(gè)線光源照射在路面上的曲線，并在各條曲線與擬合直線的最大差值超出設(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警；其中，所述各個(gè)線光源照射在路面上的曲線是指各個(gè)線光源照射在路面上后，路面上的各個(gè)高低不平的反射或折射點(diǎn)所形成的曲線；所述各條曲線的擬合直線是指根據(jù)該曲線采用最小二乘法擬合出來的最接近該曲線的直線；所述各條曲線與擬合直線的差值指曲線上的點(diǎn)與擬合直線上對應(yīng)點(diǎn)的差值。
[0011]本發(fā)明基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀及檢測方法的有益技術(shù)效果是檢測儀器的成本經(jīng)濟(jì)，體積小巧；能實(shí)時(shí)進(jìn)行檢測，不影響正常行車安全；并且，還提高了檢測效率和檢測精度。
【附圖說明】
[0012]附圖1是本發(fā)明基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是本發(fā)明基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測方法的原理示意圖。
[0013]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀及檢測方法作進(jìn)一步的說明。
【具體實(shí)施方式】
[0014]附圖1是本發(fā)明基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖2是本發(fā)明基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測方法的原理示意圖，圖中，I為檢測車，2為線光源，3為攝像裝置。由圖可知，本發(fā)明基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀，本發(fā)明基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀，包括:檢測車1、線光源2、攝像裝置3、控制處理單元；若干個(gè)線光源2通過支架安裝在檢測車I尾部或車頭一側(cè)，并使線光源2的指向與檢測車I的行進(jìn)方向平行，使線光源2垂直照射在被檢測路面上；攝像裝置3設(shè)置在檢測車I尾部或車頭的另一側(cè)，其拍攝方向與被檢測路面保持一個(gè)確定的角度Θ且與線光源2的指向垂直；控制處理單元設(shè)置在檢測車I內(nèi)部；所述線光源2是指照射區(qū)域?yàn)橹本€狀或多條平行直線狀的單色光源，其直線方向即為線光源的指向；所述控制處理單元能夠控制攝像裝置拍攝各個(gè)線光源照射在路面上的圖像并能夠?qū)ε臄z到的圖像進(jìn)行處理，獲取各個(gè)線光源照射在路面上的曲線并適時(shí)報(bào)告檢測結(jié)果。本發(fā)明基于光學(xué)檢測技術(shù)的路面平整度檢測儀利用直線光線照射在不平整路面上時(shí)，路面上的各個(gè)高低不平的反射或折射點(diǎn)將形成一條曲線。本發(fā)明路面平整度檢測儀采用線光源照射在路面，采用攝像機(jī)拍攝各個(gè)線光源照射在路面上的圖像，通過對圖像的處理，使得圖像上各個(gè)高低不平的路面上的反射或折射點(diǎn)所形成的曲線凸現(xiàn)出來，通過計(jì)算求得各條曲線，并在各條曲線與擬合直線的最大差值超出設(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警。
[0015]為保證線光源的效果，本發(fā)明所述線光源為能產(chǎn)生單束或多束平行直線狀單色光源的激光器，或者為能產(chǎn)生單色面光源的激光器用帶有線狀孔的擋板遮光后形成單束或多束平行直線狀的單色光源。
[0016]為保證拍攝圖像效果，本發(fā)明所述拍攝方向與被檢測路面保持一個(gè)確定的角度Θ且與線光源的指向垂直，包括使攝像裝置的拍攝視線與線光源的指向垂直，并且，保持拍攝視線與路面水平線的傾角為Θ。所述攝像裝置的拍攝視角Θ為可調(diào)。由檢測原理可知，攝像裝置的拍攝視角Θ決定了檢測的精度，視角越大，精度越低，但能檢測到的路面范圍越大；視角越小，精度越高，但檢測的路面范圍越小。為適應(yīng)不同的檢測需求，所述攝像裝置的拍攝視角Θ為可調(diào)。
[0017]