一種道路路面構造深度的雷射路面檢測裝置的製作方法

2023-11-30 15:41:11

專利名稱：一種道路路面構造深度的雷射路面檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於路面測量技術領域，涉及一種檢測裝置，尤其是涉及一種道路路面構造深度的測試裝置，該裝置利用雷射三角法來測量構造深度。
背景技術：
交通事故與路面的抗滑性能有很大的關係，而路面抗滑性能直接受到路面紋理深度的影響。道路表面的凹凸稱為粗構造或者構造深度，是路面粗糙程度的重要指標。是指一定面積的路表面凹凸不平的開口孔隙的平均深度。主要用於評定路面表面的宏觀粗糙度、排水性能及抗滑性。隨著交通道路的增加，車輛的快速的增加，交通事故發生也在上升，影響交通事故的因素很多，路表面抗滑性能差是其中最主要的因素，如果改變路表面的抗滑性能，在很大程度上可見減少交通事故的多發性。傳統測量構造深度的方法有鋪砂法、激 光測距儀、數字圖像法。其中，鋪砂法由於受人為因素的影響，測試結果的誤差較大，鋪砂法效率低、獲取數據點難。雷射測距儀採用的是點陣式雷射光源，採集到的是不連續的點，容易造成一些點的缺失，不能真實再現路面紋理特性，影響測量精度。數字圖像法受外界環境光照的強度、照相角度等影響很大，有待進一步提高。當前迫切需要提出一種測量精度高的裝置來解決傳統測量精度低的問題。
發明內容針對上述現有兩種檢測法存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在於，提供一種道路路面構造深度的雷射路面檢測裝置，該裝置設計合理、效率高、所測數據準確、檢測精度高、使用方便。為了實現上述任務，本實用新型採取如下的技術解決方案一種道路路面構造深度的雷射路面檢測裝置，包括拖車，其特徵在於，在拖車安裝有計算機、電源和旋轉編碼器，並固定有由CXD相機、相機接收透鏡、雷射器和發射透鏡組成的雷射三角測量裝置，其中，雷射三角測量裝置通過三腳架固定於拖車的右側，電源固定於拖車的車廂上層，旋轉編碼器安裝在拖車的右輪輪軸上，電源通過電源線與計算機、雷射器、旋轉編碼器相連。本實用新型的其它一些特點是所述的雷射器採用紅外線陣一字雷射器。所述的(XD相機採用面陣(XD相機。本實用新型的道路路面構造深度的雷射路面檢測裝置，採用紅外線陣一字雷射光源垂直照射浙青路面的表面上的發射光由接收透鏡成像於CCD靶面上，由於實驗採用的是面陣C⑶相機，可以對採集到的圖像進行實時，連續、快速的處理，通過雷射三角測量原理計算得到路面的數據，並由多幅圖像數據恢復出路面的三維圖像，測量精度可達到亞像素級別。
圖I是本實用新型的裝置結構示意圖。圖2是雷射三角法測量原理圖。圖中的標記分別表示1、電源，2、計算機，3、旋轉編碼器，4、雷射器，5、發射透鏡，6、CXD相機，7、相機接收透鏡。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
具體實施方式
如圖I所示，本實施例給出一種道路路面構造深度的雷射路面檢測裝置，包括拖車8，在拖車8安裝有計算機I、電源2和旋轉編碼器3，並固定有由CCD相機6、相機接收透鏡7、雷射器4和發射透鏡5組成的雷射三角測量裝置，雷射三角測量裝置通過定製的三腳 架固定於拖車8的右側，三角架的角度是根據視場標定設定的，電源2固定於拖車8的車廂上層，旋轉編碼器3安裝在拖車8的右輪輪軸上，電源2通過專用連接線與計算機I、雷射器
4、旋轉編碼器3相連。本實施例中，電源選用拖車8上的蓄電池，雷射器4採用紅外線陣一字雷射器，CXD相機6採用面陣CCD相機。紅外線陣一字雷射器具有良好的光源特性，雷射束髮出的雷射束是比較均勻，對紅外光線比較敏感，頻譜響應在面陣CCD相機的感光區域內，拍出來的圖片的效果比較好，適用於高精度的測量和測試。製作時，將雷射三角測量裝置((XD相機6、相機接收透鏡7、雷射器4和發射透鏡5)封裝成一個整體。旋轉編碼器3 —端和計算機分連接，旋轉編碼器3的另一端連接在CXD相機6上，旋轉編碼器3用於將拖車8的位移信號轉換成電信號傳輸給計算機1，計算機I通過內置的軟體控制將電信號以觸發的形式發送給CCD相機6，以此控制CCD相機6的拍攝頻率，即CXD相機6以一定的間隔時間採集圖像，CXD相機6將採集到的圖像傳送給計算機1，最終得出路面的構造深度，並根據這些數據恢復出路面的三維圖像。本實用新型的道路路面構造深度的雷射路面檢測裝置，在進行浙青路面構造深度檢測的工作過程如下雷射器4發射一束光，該雷射光束經過發射透鏡5後，垂直照射到檢測的路面上，由物體表面散射的光線通過接收透鏡7，聚到高解析度的光電檢測器件上，形成一個散射光斑，該散射光斑的中心位置由傳感器與被測物體表面之間的距離決定，旋轉編碼器3通過將拖車8的位移信號轉換為電信號發送計算機1，計算機I通過內置的軟體控制向CCD相機6發出脈衝觸發，控制CCD相機6採集圖片，由於路面的各處深度不同，所以CCD相機6獲取的圖像像素坐標會有變化，根據坐標差和相關軟體計算和處理，計算出浙青路面的構造深度，並根據相關的數據恢復出路面的三維形貌。測量原理如圖2所示，通過光學原理及公式推導可得最終計算公式為
a2 x'X =-
/*/)。由於C⑶相機是斜置的，當被測物表面在垂直方向上發生位移變化(X)時，顯示到相機靶面中為被測物體像元位移的變化(即X』)，最終通過公式計算可由像元位移(X』)得 到物體的真實位移變化X。
權利要求1.一種道路路面構造深度的雷射路面檢測裝置，包括拖車(8)，其特徵在於，在拖車(8)安裝有計算機(I)、電源(2)和旋轉編碼器(3)，並固定有由CCD相機￠)、相機接收透鏡(7)、雷射器(4)和發射透鏡(5)組成的雷射三角測量裝置，其中，雷射三角測量裝置通過三腳架固定於拖車(8)的右側，電源(2)固定於拖車(8)的車廂上層，旋轉編碼器(3)安裝在拖車(8)的右輪輪軸上，電源(2)通過專用連接線與計算機(I)、雷射器(4)、旋轉編碼器(3)相連。
2.如權利要求I所述的道路路面構造深度的雷射路面檢測裝置，其特徵在於，所述的雷射器(4)採用紅外線陣一字雷射器。
3.如權利要求I所述的道路路面構造深度的雷射路面檢測裝置，其特徵在於，所述CXD相機(6)採用面陣CCD相機。
專利摘要本實用新型公開了一種道路路面構造深度的雷射路面檢測裝置，包括拖車，在拖車安裝有計算機、電源和旋轉編碼器，並固定有由CCD相機、相機接收透鏡、雷射器和發射透鏡組成的雷射三角測量裝置，其中，雷射三角測量裝置通過三腳架固定於拖車的右側，電源固定於拖車的車廂上層，旋轉編碼器安裝在拖車的右輪輪軸上，電源通過電源線與計算機、雷射器、旋轉編碼器相連。裝置利用雷射三角原理，計算得到路面的數據，並由多幅圖像數據恢復出路面的三維圖像，測量精度可達到亞像素級別。
文檔編號G01B11/24GK202533046SQ20122013778
公開日2012年11月14日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者馮興樂, 孫朝雲, 孫瑞寧, 權娜娜, 李偉, 陳鵬 申請人:長安大學