公路路面狀況自動採集設備及其採集方法
2023-04-30 08:25:06
專利名稱：公路路面狀況自動採集設備及其採集方法
技術領域：
本發明涉及一種公路路面監測技術，具體涉及一種對公路路面狀況進行5動採集的設備。
(二)
背景技術：
隨著我國交通運輸的迅猛發展，準確及時地檢測公路病害閂益成為突出問題。裂縫作為 我國高速公路瀝青路面的主要病害形式之一，嚴重影響路面的使用壽命和路面養護決策的經 濟性，是確定養護維修方案的重要依據之一，也是對路面進行長期監測必不可少的技術內容。 我國目前的路面狀況調查仍然採用人工方式，在高速交通的條件下，耗時長，費用高，危險 性大，不能為路面養護決策及時、準確地提供數據，使得我國推行10多年的路面養護管理系 統一直處於閒置狀態。
發明專利申請《高速公路路面自動檢測系統》(專利號ZL03133683.3)中，發明的一種 高速公路路面自動檢測系統，雖可以採集和檢測路面損害，但缺乏速度匹配裝置，採集的路 面圖像會由於車速過快，出現漏拍，或由於車速過慢，拍攝的路面圖像相互重疊。
(三)
發明內容
本發明的目的是為了克服現有人工調査的缺點，提供一種快速、設備成本低、使用可靠， 採用採集匹配控制電路，根據車速不同，能夠動態調節CCD相機1的拍攝頻率，實現對路面 表面無重疊，無遺漏的採集的公路路面狀況自動釆集的設備。
為了實現本發明的目的，本發明採取的技術方案是本發明公路路面狀況 自動採集設備包括CCD相機1、圖像採集卡2、計算機單元3、採集匹配控制
電路部分4、車速檢測電路5和裡程樁號6組成，本設備安裝在汽車上。
CCD相機1垂直於路面懸掛於汽車後面的支架上，拍攝路面表面圖像，拍攝一條車道寬 度(3.75米)的路面表面圖像，並隨搭載車輛沿公路縱向移動；
圖像採集卡2通過模擬或數字接口，接收來自CCD相機1的圖像，並將路面表面圖像轉 換為圖像存貯格式，傳輸給計算機3。
計算機單元3由通用計算機組成，用於控制釆集匹配控制電路4輸出給CCD相機1的觸 發脈衝，實現路曲'狀況採集的動態控制；計算機3接收來自圖像採集卡2的數字圖像，對路 面表面圖像進行顯示和存貯。
採集匹配控制電路4通過對車速檢測電路5輸入的脈衝計數值，獲得車輛速度，在計算 機3的控制下，分頻器產生一定時間間隔的觸發脈衝，該脈衝用於觸發CCD相機1的路面表
3面圖像採集。由分頻器產生的觸發脈衝的時間間隔受計算機3控制。
車速檢測電路5由能感知車速的光電碼盤或其它測速裝置組成，可以獲得行駛車輛的速 度；車輛車速與該部分輸出給採集匹配控制電路4的單位時間內的脈衝個數成比例； 裡程樁號6由人工輸入到計算機單元3，或由GPS系統自動輸入到計算機3。 本發明設備安裝在車輛上，車速檢測電路檢測車輛行駛的速度，採集匹配控制電路根據 車速檢測電路提供的車速信息，動態調整觸發脈衝，控制CCD相機拍攝動作，實現一定比率 的路面狀況信息的採集，路面狀況信息採集的比率由計算機控制；由CCD相機採集的路面圖 像由圖像採集卡接收並轉換為數據圖像存貯格式，傳輸給計算機進行存貯；裡程樁號將車輛 行駛的裡程樁號信息傳輸給計算機，由計算機將裡程樁號信息與採集的圖像同時存貯。
(四)
圖1是本發明的系統組成圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一歩的說明
本實施例公路路面狀況自動採集設備包括CCD圖像採集部分1、圖像採集卡2、計算 機單元3、採集匹配控制電路4、車速檢測電路5和裡程樁號6組成。本實施例設備使用時直 接安裝在汽車上。其中，車速檢測電路5與採集匹配控制電路4相連；採集匹配控制電路4 分別與計算機單元3、 CCD相機1和車速檢測電路5相連；CCD相機1與圖像採集卡2和採 集匹配控制電路4相連；圖像採集卡2與CCD相機1和計算機單元3相連；計算機單元3 分別與圖像採集卡2、採集匹配控制電路4和裡程樁號6相連；裡程樁號6與計算機單元3 相連。
CCD相機1採用Basler公司生產的A500k面陣數字CCD相機，拍攝路面表面圖像，CCD 相機1放置於道路上方。本實施例採用了 3個CCD照相機，垂直於路面懸掛於汽車後面的支 架上，拍攝一條車道寬度(3.75米)的路面表面圖像，並隨搭載車輛沿公路縱向移動；
圖像採集卡2通過Camera-link接口 ，接收來自CCD相機1的數字圖像，並將路面表面 圖像轉換為圖像存貯格式，如JPEG2000格式，傳輸給計算機3。
計算機單元3由通用計算機組成，用於控制採集匹配控制電路4輸出給CCD相機1的觸 發脈衝，實現路面狀況採集的動態控制；計算機單元3接收來自圖像採集卡2的數字圖像， 對路面表面圖像進行顯示和存貯。
來集匹配控制電路4由計數器和分頻器組成，該部分通過對車速檢測電路5輸入的脈衝 計數值，獲得車輛速度，在計算機單元3的控制下，分頻器產生一定時間間隔的觸發脈衝， 該脈衝用於觸發CCD相機1的路面表面圖像採集。由分頻器產生的觸發脈衝的吋間間隔受計算機3控制。
車速檢測電路5由能感知車速的光電碼盤或其它測速裝置組成，可以獲得行駛車輛的速 度；車輛車速與該部分輸出給釆集匹配控制電路4的單位時間內的脈衝個數成比例； 裡程樁號6由人工輸入到計算機3，或由GPS系統自動輸入到計算機單元3。 結合圖l，本實施例的工作流程如下
1. 該設備被安裝在車輛上；
2. 車速檢測電路5獲得車輛的行駛速度，將速度值按照一定比例關係轉換為單位時問內 的脈衝個數，傳輸給採集匹配控制電路4;
3. 採集匹配控制電路4根據從車速檢測電路5獲得的單位時間的脈衝個數，同時根據計 算機單元3對路面表面採集比率的控制，如100%全覆蓋採集或10%採樣採集，產生 一定時間間隔的觸發脈衝，觸發CCD相機1，採集路面表面圖像；
4. CCD相機1在接收到來自採集匹配控制電路4的觸發脈衝後，產生一次拍攝活動， 拍攝公路車道寬度的數字圖像，拍攝的路面圖像傳輸到圖像採集卡2;
5. 圖像採集卡2在接收到路面數字圖像後，將圖像轉換為數字圖像存貯格式，如 JPEG2000格式，傳送到計算機；
6. 在車輛行駛到公路裡程樁號，或需要記錄的公路裡程位置，裡程樁號6向計算機3傳 送裡程樁號信息；
7. 計算機單元3在接收到圖像採集卡2的數字圖像後，與裡程樁號6提供的裡程位置信 息一起，進行存貯和顯示。
本發明的具體特徵性能由以上的實施例及其附圖詳細說明，但不局限於此種形式。
權利要求
1、一種公路路面狀況自動採集設備，其特徵在丁它包括CCD相機、圖像採集卡、計算機單元、採集匹配控制電路、車速檢測電路和裡程樁號組成，設備全部安裝在車輛上，車速檢測電路與採集匹配控制電路相連；採集匹配控制電路分別與計算機單元、CCD相機和車速檢測電路相連；CCD相機與圖像採集卡和採集匹配控制電路相連；圖像採集卡與CCD相機和計算機單元相連；計算機單元分別與圖像採集卡、採集匹配控制電路和裡程樁號相連；裡程樁號與計算機單元相連。
2、 根據權利要求l所述的公路路面狀況自動採集設備的採集方法，其特徵在於所述的採集方 法是車速檢測電路檢測車輛行駛的速度，採集匹配控制電路根據車速檢測電路提供的車速 信息，動態調整觸發脈衝，控制CCD相機拍攝動作，實現'定比率的路面狀況信息的採集， 路面狀況信息採集的比率由計算機單元控制由CCD相機^集的路面圖像由圖像採集卡接收 井轉換為數據圖像存貯格式，傳輸給計算機單元進行存貯；裡程樁號將車輛行駛的裡程樁號 信息傳輸給計算機單兀，由計算機單元將裡程樁號信息與釆集的圖像同時存貯。
3、 根據權利要求2所述的公路路面狀況自動採集設備的採集方法，其特徵在於所述的採集過 程是1) 該設備被安裝在車輛上；2) 車速檢測電路獲得車輛的行駛速度，將速度值按照一定比例關係轉換為單位吋間內 的脈衝個數，傳輸給採集匹配控制電路；3) 採集匹配控制電路根據從車速檢測電路獲得的單位時間的脈衝個數，同吋根據計算 機單元對路面表面釆集比率的控制，產生一定時間間隔的觸發脈衝，觸發CCD相機， 採集路面表面圖像；4) CCD相機在接收到來自採集匹配控制電路的觸發脈衝後，產生一次拍攝活動，拍攝 公路車道寬度的數字圖像，拍攝的路面圖像傳輸到圖像採集卡；5) 圖像採集卡在接收到路面數字圖像後，將圖像轉換為數字圖像存貯格式，傳送到計 算機；6) 在車輛行駛到公路裡程樁號，或需要記錄的公路裡程位置，裡程樁號向計算機單元 傳送裡程樁號信息；7) 計算機單元在接收到圖像採集卡的數字圖像後，與裡程樁號提供的裡程位置信息一 起，進行存貯和顯示。
全文摘要
本發明提供了一種公路路面狀況自動採集設備及其採集方法，採集設備包括CCD相機、圖像採集卡、計算機、採集匹配控制電路、車速檢測電路和裡程樁號，設備安裝在車輛上。車速檢測電路檢測車輛行駛的速度，採集匹配控制電路根據車速檢測電路提供的車速信息，動態調整觸發脈衝，控制CCD相機拍攝動作，實現一定比率的路面狀況信息的採集，由CCD相機採集的路面圖像由圖像採集卡接收並轉換為數據圖像存貯格式，裡程樁號將車輛行駛的裡程樁號信息傳輸給計算機。本發明能夠克服現有人工調查的缺點，使用快速、可靠，設備成本低，採用採集匹配控制電路，根據車速不同，動態調節CCD相機1的拍攝頻率，能夠實現對路面表面無重疊，無遺漏的採集。
文檔編號E01C23/01GK101451337SQ20081020987
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月31日 優先權日2008年12月31日
發明者侯相琛, 華 王 申請人:哈爾濱工業大學