一种基于单目相机及组合定位的道路信息采集设备制造技术

本发明专利技术提出一种基于单目相机及组合定位的道路信息采集设备，包括控制模块和可在移动载体上固定的底座；底座上部设有带道路信息采集传感器的快装平台；快装平台以球型云台固定于底座上，所述球型云台可调节快装平台的安装角度；道路信息采集传感器包括影像拍摄设备、GPS接收器、惯性测量单元；当进行道路信息采集时，移动载体运载采集设备在道路上行驶，影像拍摄设备拍摄道路的影像数据，GPS接收器接收快装平台的地理坐标数据，惯性测量单元对快装平台的运行姿态角数据及加速度数据进行测量，控制模块对影像数据、地理坐标数据、运行姿态角数据、加速度数据进行数据融合匹配处理，形成为道路信息数据；本发明专利技术可以便携快速地采集道路路面信息数据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单目相机及组合定位的道路信息采集设备
本专利技术涉及道路测绘
，尤其是一种基于单目相机及组合定位的道路信息采集设备。
技术介绍
随着经济、科学技术水平的飞速发展，道路的基础建设也发展迅速，道路的里程逐年增加，许多道路出现日渐老化，交通标志、标线、护栏的设施的老旧甚至缺失等问题，加大了道路维修养护和资产管理的压力。国外拥有高精度、自动化程度高的仪器设备以及成熟的理论评价体系，但是其设备的价格较为昂贵，由于道路信息采集设备种类多样，因而道路路面信息数据的采集和处理的方式也多种多样，数据的共享性较差，应用的范围较为狭窄。与之相比，自主研发的道路巡检信息采集设备具有较好的适应性，在成本上更占优势。道路路面信息采集设备的研发最早起源于美国和加拿大，一开始研究主要是针对道路的养护，通过设备获取道路数据信息，运用各种技术实现对于路面信息的综合管理，使路面资源能够更有效的服务。目前国内外所研发的道路路面信息采集设备，能够获取所需要的的基本数据，然而仍存在一些不足之处：1）目前现有的道路路面信息采集设备种类多样，采集的数据格式多种多样，其共享性较低；2）利用多传感器对道路的信息进行采集时，将获取的数据信息进行实时融合匹配的程度仍有待提高。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于单目相机及组合定位的道路信息采集设备，可以便携快速地采集道路路面信息数据。本专利技术采用以下技术方案。一种基于单目相机及组合定位的道路信息采集设备，所述采集设备包括控制模块和可在移动载体上固定的底座；所述底座上部设有带道路信息采集传感器的快装平台（7）；所述快装平台以球型云台（6）固定于底座上，所述球型云台可调节快装平台的安装角度；所述道路信息采集传感器包括影像拍摄设备（10）、GPS接收器（9）、惯性测量单元（8）；当进行道路信息采集时，所述移动载体运载采集设备在道路上行驶，影像拍摄设备拍摄道路的影像数据，GPS接收器接收快装平台的地理坐标数据，惯性测量单元对快装平台的运行姿态角数据及加速度数据进行测量，控制模块对影像数据、地理坐标数据、运行姿态角数据、加速度数据进行数据融合匹配处理，形成为道路信息数据。所述移动载体为汽车。当移动载体行驶至GPS接收器不可用区域时，所述控制模块根据快装平台的运行姿态角数据及加速度数据，结合之前GPS接收器采集的地理坐标数据，对移动载体在GPS接收器不可用区域内行驶时的路径途经的地理坐标数据进行计算，并把计算出的地理坐标数据用于数据融合匹配处理。所述底座以下部的吸盘（1）吸附于移动载体处；所述球型云台设有用于锁紧快装平台的平台锁定旋钮（4），还设有用于锁紧云台角度的云台姿态锁定旋钮（5）。所述吸盘为能以橡胶盘吸附于移动载体吸附面处的三爪吸盘；所述三爪吸盘上部处设有对橡胶盘控制的吸盘锁扣（2），当吸盘锁扣被压下时可使橡胶盘吸紧固定于吸附面处以固定底座。所述底座呈盘形，底座中央处设有用于调节及固定底座安装姿态角的角度调节固定手把3。所述影像拍摄设备为单目相机；所述控制模块为可存储所采集的道路信息数据的笔记本电脑；所述单目相机设于快装平台的中部；所述快装平台的左、右侧处均设有GPS接收器；所述惯性测量单元设于单目相机与GPS接收器之间。所述移动载体为小汽车，移动载体吸附面为小汽车的车顶；所述采集设备的组装方法包括以下步骤；步骤A1、将球型云台顺时针锁紧于底座的三爪吸盘的盘体上方，调整合适的角度，将角度调节固定手把压下，用手转动球型云台，若球型云台未发生转动则代表底座安装完成；步骤A2、将单目相机设置于快装平台的中部，把两个GPS接收器分别设置于快装平台的左、右两侧，把惯性测量单元设置于快装平台的右侧的GPS与单目相机之间；步骤A3、把GPS接收器、惯性测量单元和单目相机的USB数据线分别与USB集线器相连；把USB集线器与笔记本电脑连接；步骤A4、把底座安装于小汽车的车顶，将吸盘锁扣向下按下，则橡胶吸盘将会紧紧吸附于车顶。用手轻晃设备，若感受明显阻力，则说明设备安装完成；步骤A5、启动笔记本电脑的采集软件，查看单目相机所采集的实景图像是否清晰正常，若未达要求，则调节快装平台的角度以及单目相机的光圈和焦距，直至图像清晰正常。所述底座、球型云台和快装平台均以铝合金压铸成型。所述移动载体可对采集设备供电。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点：本专利技术所述设备以道路的路面信息为研究对象，利用单目相机实时获取实景图像，并利用卫星/惯导（GPS/IMU）的组合定位实现实时定位（IMU为惯性测量单元），GPS/IMU组合定位实现图像数据与地理位置的实时匹配。通过GPS/IMU组合定位，可实现对于GPS信号较弱的应用场景，例如：隧道、地下停车场等场所，仍然能够提供准确的定位信息；此外，该设备将传感器集成于快装板上，配合三爪吸盘的使用，可实现随时安装和拆卸，大大提高了设备的便携性和实用性。在本专利技术所述方案中，该设备以移动平台为载体（一般为车载），车辆在正常行驶的过程中即可实现对于道路路面信息的采集，大大提高了道路巡检养护的效率。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：附图1为本专利技术的正向示意图；附图2为本专利技术的侧向示意图；附图3为本专利技术的俯视向示意图；附图4为本专利技术的原理示意图；图中：1-吸盘；2-吸盘锁扣；3-角度调节固定手把；4-平台锁定旋钮；5-云台姿态锁定旋钮；6-球型平台；7-快装平台；8-惯性测量单元；9-GPS接收器；10-影像拍摄设备。具体实施方式如图1-4所示，一种基于单目相机及组合定位的道路信息采集设备，所述采集设备包括控制模块和可在移动载体上固定的底座；所述底座上部设有带道路信息采集传感器的快装平台7；所述快装平台以球型云台6固定于底座上，所述球型云台可调节快装平台的安装角度；所述道路信息采集传感器包括影像拍摄设备10、GPS接收器9、惯性测量单元8；当进行道路信息采集时，所述移动载体运载采集设备在道路上行驶，影像拍摄设备拍摄道路的影像数据，GPS接收器接收快装平台的地理坐标数据，惯性测量单元对快装平台的运行姿态角数据及加速度数据进行测量，控制模块对影像数据、地理坐标数据、运行姿态角数据、加速度数据进行数据融合匹配处理，形成为道路信息数据。所述移动载体为汽车。当移动载体行驶至GPS接收器不可用区域时，所述控制模块根据快装平台的运行姿态角数据及加速度数据，结合之前GPS接收器采集的地理坐标数据，对移动载体在GPS接收器不可用区域内行驶时的路径途经的地理坐标数据进行计算，并把计算出的地理坐标数据用于数据融合匹配处理。所述底座以下部的吸盘1吸附于移动载体处；所述球型云台设有用于锁紧快装平台的平台锁定旋钮4，还设有用于锁紧云台角度的云台姿态锁定旋钮5。所述吸盘为能以橡胶盘吸附于移动载体吸附面处的三爪吸盘；所述三爪吸盘上部处设有对橡胶盘控制的吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单目相机及组合定位的道路信息采集设备，其特征在于：所述采集设备包括控制模块和可在移动载体上固定的底座；所述底座上部设有带道路信息采集传感器的快装平台（7）；所述快装平台以球型云台（6）固定于底座上，所述球型云台可调节快装平台的安装角度；所述道路信息采集传感器包括影像拍摄设备（10）、GPS接收器（9）、惯性测量单元（8）；当进行道路信息采集时，所述移动载体运载采集设备在道路上行驶，影像拍摄设备拍摄道路的影像数据，GPS接收器接收快装平台的地理坐标数据，惯性测量单元对快装平台的运行姿态角数据及加速度数据进行测量，控制模块对影像数据、地理坐标数据、运行姿态角数据、加速度数据进行数据融合匹配处理，形成为道路信息数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于单目相机及组合定位的道路信息采集设备，其特征在于：所述采集设备包括控制模块和可在移动载体上固定的底座；所述底座上部设有带道路信息采集传感器的快装平台（7）；所述快装平台以球型云台（6）固定于底座上，所述球型云台可调节快装平台的安装角度；所述道路信息采集传感器包括影像拍摄设备（10）、GPS接收器（9）、惯性测量单元（8）；当进行道路信息采集时，所述移动载体运载采集设备在道路上行驶，影像拍摄设备拍摄道路的影像数据，GPS接收器接收快装平台的地理坐标数据，惯性测量单元对快装平台的运行姿态角数据及加速度数据进行测量，控制模块对影像数据、地理坐标数据、运行姿态角数据、加速度数据进行数据融合匹配处理，形成为道路信息数据。


2.根据权利要求1所述的一种基于单目相机及组合定位的道路信息采集设备，其特征在于：所述移动载体为汽车。


3.根据权利要求1所述的一种基于单目相机及组合定位的道路信息采集设备，其特征在于：当移动载体行驶至GPS接收器不可用区域时，所述控制模块根据快装平台的运行姿态角数据及加速度数据，结合之前GPS接收器采集的地理坐标数据，对移动载体在GPS接收器不可用区域内行驶时的路径途经的地理坐标数据进行计算，并把计算出的地理坐标数据用于数据融合匹配处理。


4.根据权利要求3所述的一种基于单目相机及组合定位的道路信息采集设备，其特征在于：所述底座以下部的吸盘（1）吸附于移动载体处；所述球型云台设有用于锁紧快装平台的平台锁定旋钮（4），还设有用于锁紧云台角度的云台姿态锁定旋钮（5）。


5.根据权利要求4所述的一种基于单目相机及组合定位的道路信息采集设备，其特征在于：所述吸盘为能以橡胶盘吸附于移动载体吸附面处的三爪吸盘；所述三爪吸盘上部处设有对橡胶盘控制的吸盘锁扣（2），当吸盘锁扣被压下时可使橡胶盘吸紧固定于吸附面处以固定底座。


6.根据权利要求5所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，黄凌锋，甘宏，管继祥，罗文婷，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：福建;35