本发明专利技术涉及一种高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，包括高速公路表观病害阵列采集装置、高速公路结构层病害多源采集装置、多源异构数据实时显示装置、数据处理装置。高速公路表观病害阵列采集装置由阵列摄像头图像采集模块构成，完成高速公路多个车道表观病害采集；高速公路结构层病害多源采集装置由多频率探地雷达、多极化探地雷达构成，完成高速公路结构层面层与基层病害的检测；多源异构数据实时显示装置由阵列摄像头图像拼接显示平台、多源探地雷达采集数据显示平台、采集系统实时位置显示平台构成，完成采集数据的实时显示与观测；数据处理装置由大容量存储器、视频图像处理平台、雷达数据处理平台、统计分析平台构成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能检测装备，具体涉及一种高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统。
技术介绍
1、高速公路的飞速发展也给公路养护与管理带来了新的难题。公路因行车荷载与天气原因通常会遭到裂缝、坑槽等破损，若不及时检测与养护将给人们的交通安全带来极大的隐患。尤其是对于路面裂缝，它们是大部分路面病害(如坑槽、剥落、坑洞等)形成的早期形式，及时检测到裂缝并进行养护维修，能够有效降低严重病害形成的几率，减小生命财产损失。此外，公路在行车荷载过程中常会产生隐蔽性内部病害，如脱空、空洞、沉降等，这些内部病害因其具有不可见性，使得检测难度大，但若不及时检测与修复，产生的破坏性极大，会造成巨大的生命财产损失。
2、传统的公路裂缝病害检测使用人工方式，在封闭或者半封闭交通的情况下，采用人工目测并用尺子丈量的方法来记录病害的类型、几何尺寸、以及人工评估病害严重程度，受主观因素影响较大，精度较低；而使用探地雷达进行公路内部病害检测更是效率低，大多采用人工检测的方式，检测速度慢，时间长，并且采用人工检测的方式成本很高，不仅要支付人工检测的劳务费，还要封路或半封路限制交通，给交通运营部门带来损失；此外人工安全存在隐患。
3、目前大多数养护检测通常需要进行一次基于视觉的公路表观病害检测，再进行一次基于探地雷达的内部检测，两次检测费时费力，消耗人力物力与财力，效率低下。而将基于视觉的外部表观检测与基于雷达的内部检测装置结合起来，设计为表观病害与内部病害一体化智能检测装备，对交通基础设施构造物质量检测具有十分重大的使用价值。
/>技术实现思路
1、本专利技术的目的是在于解决现有公路病害检测方案中需在封路或半封路情况下来往多次进行检测的问题，通过将公路表观病害采集及处理装置与探地雷达采集及处理装置相融合方式实现了高速公路表观病害与结构层病害车载检测，能在不封路的情况下获取公路表观病害与内部病害信息，并通过数据处理、多源数据融合等信号处理技术解决了现有公路病害检测中遇到的检测效率低、难度大、数据处理不及时、探地雷达数据解析困难等问题。
2、一种高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，包括：高速公路表观病害阵列采集装置、高速公路结构层病害多源采集装置、多源异构数据实时显示装置和数据处理装置，其中：
3、用于完成高速公路多个车道表观病害采集的高速公路表观病害阵列采集装置由阵列摄像头图像采集模块构成，阵列摄像头图像采集模块包括若干微型摄像头阵列结构；根据需要拍摄路面范围设置微型摄像头数量、间隔与方向，拍摄路面宽度1.75m-9.5m范围内的公路表面及结构物信息，最左侧与最右侧摄像头通过调整方向能拍摄到路边及中央隔离带内的桩号信息；
4、用于完成高速公路结构层面层与基层病害的检测的高速公路结构层病害多源采集装置包括低频探地雷达、高频探地雷达、水平极化探地雷达、垂直极化探地雷达，低频探地雷达用于完成公路结构层深层病害检测；高频探地雷达用于完成公路结构层浅层病害检测；水平极化与垂直极化探地雷达用于确定管道及裂缝走向检测；
5、用于完成采集数据的实时显示与观测的多源异构数据实时显示装置由阵列摄像头图像拼接显示平台、多源探地雷达采集数据显示平台和采集系统实时位置显示平台构成，根据阵列摄像头数量、间隔与方向对拍摄视频图像进行无缝拼接，形成公路表面及路侧构造物的高清视频图像，便于公路表面病害识别与路侧桩号核对；实时显示不同探地雷达采集数据，便于从多维度进行探地雷达检测病害识别与分析；实时显示车载系统的当前位置与行驶轨迹；
6、用于完成检测系统的数据处理与统计分析的数据处理装置由大容量存储器、视频图像处理平台、雷达数据处理平台和统计分析平台构成，视频图像处理平台对采集的视频图像进行预处理、拼接、融合、公路表面病害识别处理并输出显示，雷达处理显示平台对雷达数据进行预处理、高低频、不同极化多维度多源雷达数据进行融合与病害识别，统计分析平台对识别分析结果进行统计与可视化显示。
7、进一步的，所述阵列摄像头图像采集模块的微型摄像头尺寸4cm*4cm*3.5cm，调整摄像头俯仰角与方向实现横向覆盖视场达到9.5m。
8、进一步的，高速公路结构层病害多源采集装置包括前置不同极化探地雷达和前置探地雷达挂载装置与后置不同频率探地雷达及其后置探地雷达挂载装置，其中极化雷达为水平极化或垂直极化，不同频率雷达的频率为70mhz-800mhz，探测范围为0-10m；探地雷达离地表面高度为15cm～20cm。
9、进一步的，前置探地雷达挂载装置直接挂载在车前方拖车杠上，装置离地面高度15cm；后置探地雷达挂载装置挂载在车后方拖车杠上，雷达阵列为2个高频雷达与2个低频雷达线型排列，既在检测系统车宽范围内，电磁波辐射范围又能覆盖一个车道宽度；后置探地雷达挂载装置与车体之间使用高度可移动式调节装置连接，保证在行驶过程中遇到颠簸路段时雷达装置能随路况起伏而不损坏连接刚体结构，检测系统在行驶过程中通过编码器与汽车轮毂同轴连接，两者转速相等实现探测点的精准定位。
10、进一步的，车载检测系统行驶速度为0～120km/h，通过激光位移传感器、陀螺仪、加速度计完成行车过程中的定位与桩号匹配。
11、进一步的，多源异构数据实时显示装置与数据处理装置放置于操作桌面，图像与雷达数据传输使用千兆以太网作为接口，利用千兆以太网卡，rj-45双绞线接入接口，使用tcp/ip协议，形成数据传输系统；数据存储采用8tb大容量的磁盘阵列，且数据读取速度能达到6gb/s。
12、进一步的，操作桌面设置收纳线缆槽，用于隐藏桌面数据传输线缆与电源线缆。
13、进一步的，统计分析平台的显示系统以可视化方式实时统计路面层路基层不同层厚度，统计病害数量，病害在桩号位置之间分布，病害在不同层间分布。
14、进一步的，探地雷达数据预处理方法包括图像滤波、反卷积、矫正深度距离、矫正桩号、信号增强；多维度探地雷达检测病害识别与分析的方法包括高频低频图像时间零点融合矫正、深度距离信息融合、多分辨多尺度病害目标一致性分析。
15、本专利技术采用高速公路表观病害采集及处理装置与探地雷达采集及处理装置相融合方式实现了对高速公路表观病害与其结构层内部病害的快速检测，并通过多源异构数据的融合处理、数据拼接、病害识别等信号处理技术解决了现有公路病害检测中遇到的检测效率低、难度大、数据处理不及时等问题。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，包括：高速公路表观病害阵列采集装置、高速公路结构层病害多源采集装置、多源异构数据实时显示装置和数据处理装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，其特征在于：所述阵列摄像头图像采集模块的微型摄像头尺寸4cm*4cm*3.5cm，调整摄像头俯仰角与方向实现横向覆盖视场达到9.5m。
3.根据权利要求1或2所述的高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，其特征在于：高速公路结构层病害多源采集装置包括前置不同极化探地雷达和前置探地雷达挂载装置与后置不同频率探地雷达及其后置探地雷达挂载装置，其中极化雷达为水平极化或垂直极化，不同频率雷达的频率为70MHz-800MHz，探测范围为0-10m；探地雷达离地表面高度为15cm～20cm。
4.根据权利要求3所述的高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，其特征在于：前置探地雷达挂载装置直接挂载在车前方拖车杠上，装置离地面高度15cm；后置探地雷达挂载装置挂载在车后方拖车杠上，雷达阵列为2个高频雷达与2个低频雷达线型排列，既在检测系统车宽范围内，电磁波辐射范围又能覆盖一个车道宽度；后置探地雷达挂载装置与车体之间使用高度可移动式调节装置连接，保证在行驶过程中遇到颠簸路段时雷达装置能随路况起伏而不损坏连接刚体结构，检测系统在行驶过程中通过编码器与汽车轮毂同轴连接，两者转速相等实现探测点的精准定位。
5.根据权利要求4所述的高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，其特征在于：车载检测系统行驶速度为0～120Km/h，通过激光位移传感器、陀螺仪、加速度计完成行车过程中的定位与桩号匹配。
6.根据权利要求5所述的高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，其特征在于：多源异构数据实时显示装置与数据处理装置放置于操作桌面，图像与雷达数据传输使用千兆以太网作为接口，利用千兆以太网卡，RJ-45双绞线接入接口，使用TCP/IP协议，形成数据传输系统；数据存储采用8TB大容量的磁盘阵列，且数据读取速度能达到6Gb/s。
7.根据权利要求6所述的高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，其特征在于：操作桌面设置收纳线缆槽，用于隐藏桌面数据传输线缆与电源线缆。
8.根据权利要求7所述的高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，其特征在于：统计分析平台的显示系统以可视化方式实时统计路面层路基层不同层厚度，统计病害数量，病害在桩号位置之间分布，病害在不同层间分布。
9.根据权利要求8所述的高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，其特征在于：探地雷达数据预处理方法包括图像滤波、反卷积、矫正深度距离、矫正桩号、信号增强；多维度探地雷达检测病害识别与分析的方法包括高频低频图像时间零点融合矫正、深度距离信息融合、多分辨多尺度病害目标一致性分析。
...
【技术特征摘要】
1.一种高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，包括：高速公路表观病害阵列采集装置、高速公路结构层病害多源采集装置、多源异构数据实时显示装置和数据处理装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，其特征在于：所述阵列摄像头图像采集模块的微型摄像头尺寸4cm*4cm*3.5cm，调整摄像头俯仰角与方向实现横向覆盖视场达到9.5m。
3.根据权利要求1或2所述的高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，其特征在于：高速公路结构层病害多源采集装置包括前置不同极化探地雷达和前置探地雷达挂载装置与后置不同频率探地雷达及其后置探地雷达挂载装置，其中极化雷达为水平极化或垂直极化，不同频率雷达的频率为70mhz-800mhz，探测范围为0-10m；探地雷达离地表面高度为15cm～20cm。
4.根据权利要求3所述的高速公路表观病害与结构层病害车载检测系统，其特征在于：前置探地雷达挂载装置直接挂载在车前方拖车杠上，装置离地面高度15cm；后置探地雷达挂载装置挂载在车后方拖车杠上，雷达阵列为2个高频雷达与2个低频雷达线型排列，既在检测系统车宽范围内，电磁波辐射范围又能覆盖一个车道宽度；后置探地雷达挂载装置与车体之间使用高度可移动式调节装置连接，保证在行驶过程中遇到颠簸路段时雷达装置能随路况起伏而不损坏连接刚体结构，检测系统在行驶过程中通过编码器与汽车轮毂同轴连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：周丽军，周晓旭，宿静，郭俊凯，樊慧平，秦志军，王国忠，张军，孔繁盛，张艳聪，刘志华，彭晓庆，赵向敏，秦宇健，谢海龙，段英杰，
申请(专利权)人：山西省智慧交通研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。