一种CCD与激光信号源联合测量的路面状态综合检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种CCD与激光信号源联合测量的路面状态综合检测系统，包括一辆车体，车体后端上方设置有传感器集成箱，车体后端下部设有双线结构激光信号源，传感器集成箱内固定有两个镜头朝向地面的线阵CCD摄像机、一个镜头朝向地面的第一面阵CCD摄像机、一个镜头朝向地面的第二面阵CCD摄像机、一个镜头朝向地面的第三面阵CCD摄像机、一个镜头朝向地面的单线结构激光信号源；前室内固定有控制机柜。与现有技术相比，本发明专利技术在车辆尾端安装有高速线扫描相机CCD和结构激光信号源，结构激光信号源可以向路面发射激光信号，CCD相机可通过车顶滑轨系统从车尾端伸出向下拍摄，通过同步触发控制器可实现CCD相机和结构激光信号源的同步采集，进而测量和计算得到路面表面破损、路面平整度、路面车辙、路面构造深度等检测结果。

【技术实现步骤摘要】
一种CCD与激光信号源联合测量的路面状态综合检测系统
本专利技术涉及道路检测
，特别是一种CCD与激光信号源联合测量的路面状态综合检测系统。
技术介绍
路面是道路工程的主体构造物，其表面状态对行驶车辆的安全性和公路的服务水平有着重要影响。路面表面状态包括表观病害状况、平整度、车辙、构造深度等技术参数。因此，路面表面状态的快速和准确的采集一直是交通管理部门期待解决的问题。目前，已有较多的研究机构开发了相应的路面表面状态检测设备，既有路面单项单独检测设备，也有路面表面状况的综合检测设备。目前的检测设备中，路面表观病害检测以激光相机拍照为主，路面平整度、车辙和构造深度检测以在道路横断面上布设多个激光测距传感器(多为13-17个)，通过测量得到各离散点的数据通过算法来计算路面车辙、平整度和构造深度等指标。目前，路面表面状况综合检测的方式主要以多激光传感器和激光结构光断面检测两种方式。多点激光传感器系统由于受到车辆高速行驶过程中振动的干扰，测量精度受到较大的影响，尤其是路面平整度和构造深度指标。多点激光传感器是安置于横梁上，横梁宽度不能覆盖整个车道，因此不能做到车道的全覆盖。激光结构光检测是一种比较新的理念，是以普通光和激光为光源，将一个已知图案经由已知视角角度的方向投射到被测物体上，由于被测物体表面的高低起伏而发生变形，根据此变形就能够计算被测物体表面的三维变形状况，但是激光结构光检测同样也面临着受日照光源的影响。路面表观病害检测时，现有多采用线激光扫描相机CCD进行拍照或摄影采集，但是由于现场采集时的天气状况和车辆行驶路线导致CCD相机经常受到阴影、隧道、强光等因素的影响，并且在检测过程中时刻变化，现有设备很难进行调整，目前大部分的解决手段都是配备一定的光源来解决。因此，虽然已经有多种路面综合检测设备已经开发并且应用，但是测量精度不高、测量稳定性不足、车辆振动干扰、检测过程光强不断变化等问题依然存在。
技术实现思路
本专利技术的目的是要针对现有技术中存在的不足，提供一种CCD与激光信号源联合测量的路面状态综合检测系统，以测量路面表面破损、路面平整度、路面车辙、路面构造深度。为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：一种CCD与激光信号源联合测量的路面状态综合检测系统，包括一辆车体，车体内分为前室和后室，所述车体后端上方设置有传感器集成箱，车体后端下部设有双线结构激光信号源，所述传感器集成箱内固定有两个镜头朝向地面的线阵CCD摄像机、一个镜头朝向地面的第一面阵CCD摄像机、一个镜头朝向地面的第二面阵CCD摄像机、一个镜头朝向地面的第三面阵CCD摄像机、一个镜头朝向地面的单线结构激光信号源；所述前室内固定有与线阵CCD摄像机、第一面阵CCD摄像机、第二面阵CCD摄像机、第三面阵CCD摄像机和双线结构激光信号源连接的控制机柜，用于控制线阵CCD摄像机完成路面破损图像的采集、第一面阵CCD摄像机完成路面车辙数据扫描、第二面阵CCD摄像机完成路面平整度数据扫描、第三面阵CCD摄像机完成拍摄路面影像数据、单线结构激光信号源联合第二面阵CCD摄像机进行路面平整度测量、双线结构激光信号源进行路面车辙数据的联合测量。作为本专利技术的进一步优选方案，所述传感器集成箱通过直线电机模组安装在车体顶部，直线电机模组的直线电机模组的滑块上固定有伸缩梁，所述传感器集成箱固定在伸缩梁末端，直线电机模组的伺服电机来与控制机柜连接以控制检测作业时将传感器集成箱伸出至车体后方一米处，当完成检测作业后将传感器集成箱收缩至车体的正上方。作为本专利技术的进一步优选方案，所述两个线阵CCD摄像机对称布置在传感器集成箱内两端，第三面阵CCD摄像机布置两个两个线阵CCD摄像机之间，第一面阵CCD摄像机布置在第三面阵CCD摄像机和其中一个线阵CCD摄像机之间，第二面阵CCD摄像机布置在第三面阵CCD摄像机和另一个线阵CCD摄像机之间，单线结构激光信号源布置在第一面阵CCD摄像机和其中一个线阵CCD摄像机之间。作为本专利技术的进一步优选方案，所述控制机柜内安装有用于运行系统软件和检测数据的存贮的工控机、同步触发控制器、车载供电单元；所述工控机通过同步触发控制器与线阵CCD摄像机、第一面阵CCD摄像机、第二面阵CCD摄像机、第三面阵CCD摄像机、双线结构激光信号源和直线电机模组的伺服电机连接以实现对传感器集成箱和双线结构激光信号源进行同步控制。作为本专利技术的进一步优选方案，所述车载供电单元由12V的锂电池组、12V-220V的标准正弦波逆变器、自动隔离切换器构成，锂电池组的输出端与12V-220V的标准正弦波逆变器连接，锂电池组由车体发动机舱内的12V直流发电机进行充电，车体发动机舱内的12V直流发电机与锂电池组之间连接有自动隔离切换器，自动隔离切换器判断锂电池组内的电能储备情况，根据电量储备自动转为充电状态，当电池组电量饱和后自动隔离器自动切断发电机。作为本专利技术的进一步优选方案，所述车体顶部还安装有与工控机连接的GPS定位装置，用来完成检测轨迹定位。作为本专利技术的进一步优选方案，所述前室内还设有系统操作台、运行控制操作触控屏，运行控制操作触控屏固定在系统操作台上，运行控制操作触控屏与工控机连接。作为本专利技术的进一步优选方案，所述控制机柜内设有配电盘，所述配电盘集成功率表和电源总开关。作为本专利技术的进一步优选方案，所述控制机柜内装有工作照明灯。作为本专利技术的进一步优选方案，所述直线电机模组外设有防雨罩。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、在车辆尾端安装有高速线扫描相机CCD和结构激光信号源，结构激光信号源可以向路面发射激光信号，CCD相机可通过车顶滑轨系统从车尾端伸出向下拍摄，通过同步触发控制器可实现CCD相机和结构激光信号源的同步采集，进而测量和计算得到路面表面破损、路面平整度、路面车辙、路面构造深度等检测结果。2、本专利技术通过GPS定位装置，用来完成检测轨迹定位，适用于路面表面状况的快速检测，检测速度0-80km/h范围内均可准确检测。3、本专利技术采用高速线扫描相机CCD和结构激光信号源结合的方式，有效的消除了车辆振动和路面纵断面趋势的影响，测量重复稳定性和精度显著提高。4、本专利技术实现了路面表面状况综合采集的一体化集成设计，外观简单、安装方便，现场采集操作方便，数据实时存储，检测精度高。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的俯视图。图3为本专利技术的车体内部布置图。图4为本专利技术的后视向工作结构示意图。图5为本专利技术的传感器集成箱的内部布置图。图6为本专利技术的设备机柜的内部布置图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定专利技术。如图1、图5所示，本实施例的一种CCD与激光信号源联合测量的路面状态综合检测系统，包括一辆车体1，车体1内由隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CCD与激光信号源联合测量的路面状态综合检测系统，包括一辆车体(1)，车体(1)内分为前室(14)和后室(13)，其特征在于：所述车体(1)后端上方设置有传感器集成箱(7)，车体(1)后端下部设有双线结构激光信号源(8)，所述传感器集成箱(7)内固定有两个镜头朝向地面的线阵CCD摄像机(7a)、一个镜头朝向地面的第一面阵CCD摄像机(7b)、一个镜头朝向地面的第二面阵CCD摄像机(7c)、一个镜头朝向地面的第三面阵CCD摄像机(7d)、一个镜头朝向地面的单线结构激光信号源(7e)；所述前室(14)内固定有与线阵CCD摄像机(7a)、第一面阵CCD摄像机(7b)、第二面阵CCD摄像机(7c)、第三面阵CCD摄像机(7d)和双线结构激光信号源(8)连接的控制机柜(11)，用于控制线阵CCD摄像机(7a)完成路面破损图像的采集、第一面阵CCD摄像机(7b)完成路面车辙数据扫描、第二面阵CCD摄像机(7c)完成路面平整度数据扫描、第三面阵CCD摄像机(7d)完成拍摄路面影像数据、单线结构激光信号源(7e)联合第二面阵CCD摄像机(7c)进行路面平整度测量、双线结构激光信号源(8)进行路面车辙数据的联合测量。/n...

【技术特征摘要】
1.一种CCD与激光信号源联合测量的路面状态综合检测系统，包括一辆车体(1)，车体(1)内分为前室(14)和后室(13)，其特征在于：所述车体(1)后端上方设置有传感器集成箱(7)，车体(1)后端下部设有双线结构激光信号源(8)，所述传感器集成箱(7)内固定有两个镜头朝向地面的线阵CCD摄像机(7a)、一个镜头朝向地面的第一面阵CCD摄像机(7b)、一个镜头朝向地面的第二面阵CCD摄像机(7c)、一个镜头朝向地面的第三面阵CCD摄像机(7d)、一个镜头朝向地面的单线结构激光信号源(7e)；所述前室(14)内固定有与线阵CCD摄像机(7a)、第一面阵CCD摄像机(7b)、第二面阵CCD摄像机(7c)、第三面阵CCD摄像机(7d)和双线结构激光信号源(8)连接的控制机柜(11)，用于控制线阵CCD摄像机(7a)完成路面破损图像的采集、第一面阵CCD摄像机(7b)完成路面车辙数据扫描、第二面阵CCD摄像机(7c)完成路面平整度数据扫描、第三面阵CCD摄像机(7d)完成拍摄路面影像数据、单线结构激光信号源(7e)联合第二面阵CCD摄像机(7c)进行路面平整度测量、双线结构激光信号源(8)进行路面车辙数据的联合测量。


2.根据权利要求1所述的CCD与激光信号源联合测量的路面状态综合检测系统，其特征在于：所述传感器集成箱(7)通过直线电机模组(5)安装在车体(1)顶部，直线电机模组(5)的直线电机模组的滑块上固定有伸缩梁(6)，所述传感器集成箱(7)固定在伸缩梁(6)末端，直线电机模组(5)的伺服电机来与控制机柜(11)连接以控制检测作业时将传感器集成箱(7)伸出至车体(1)后方一米处，当完成检测作业后将传感器集成箱(7)收缩至车体(1)的正上方。


3.根据权利要求1所述的CCD与激光信号源联合测量的路面状态综合检测系统，其特征在于：所述两个线阵CCD摄像机(7a)对称布置在传感器集成箱(7)内两端，第三面阵CCD摄像机(7d)布置两个两个线阵CCD摄像机(7a)之间，第一面阵CCD摄像机(7b)布置在第三面阵CCD摄像机(7d)和其中一个线阵CCD摄像机(7a)之间，第二面阵CCD摄像机(7c)布置在第三面阵CCD摄像机(7d)和另一个线阵CCD摄像机(7a)之间，单线结构激光信号源(7e)布置在第一面阵CCD摄像机(7b)和其中一个线阵CCD摄像机(7a)之间。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹤松，王永光，宋喜颖，郭昊，陈泓宇，司昕昌，于艳丽，段海侠，赫福斌，乔佳伟，贾希伟，王博文，王全勇，崔永学，邱菊，
申请(专利权)人：中公诚科吉林工程检测有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22