路面缺陷检测系统及方法技术方案

一种基于红外成像技术的路面缺陷检测系统及方法，该系统包括：检测车辆，在被检测路面上行驶；云台，设置在检测车辆上并相对于该检测车辆进行水平旋转和竖直旋转；红外热像仪，可拆卸地设置在云台上并用于拍摄被检测路面的红外热图，以及输出与该红外热图相关的红外热图数字信号；主控制器，设置在检测车辆上并分别与云台和红外热像仪连接，用以控制红外热像仪的拍摄动作和控制云台的水平旋转角度和竖直旋转角度，并将所述红外热图数字信号转换为用于标准网络传输的红外数字信号；以及数据处理器，接收所述红外数字信号并对其进行分析和处理，以确定被检测路面的缺陷类型及缺陷的定位位置。该系统的操作灵活性大，能直观显示缺陷细节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种路面缺陷和路面状态检测技术，尤其是涉及一种针对浙青高速公路等路面施工质量进行监测的系统及方法。
技术介绍
目前，国内外对高速公路等浙青路面或其他路面的路面缺陷进行监测时，常采用 “人工目视检测法”或“基于红外热差的路面透水性评估及配套养护技术”等对路面缺陷进行快速检测和评估。“基于红外热差的路面透水性评估及配套养护技术”所采用的核心仪器为红外测温仪(或称红外点测温仪)，其路面缺陷检测系统将若干台红外测温仪并排固定在检测车辆尾部，在汽车行进过程中通过距离传感器触发红外点测温仪工作，采集高速公路等路面监测范围内的温度数值，通过多点温度值形成温度曲线，再由温度差异曲线模拟形成路面热差(温度差)图谱，作为路面的检测数据，进而判断路面的损坏情况。红外测温仪是一种利用安装在其内的光电探测器探测物体表面温度的仪器，其由光电探测器发射红外线光束，此发射光束在碰到物体表面后反射回来，再聚焦在到光电探测器上。因为相较前述发射光束而言，返回的光束所携带的红外热能视所述物体的材质和表面状态的不同而有程度不同的能量损失，该光电探测器接收所返回的红外线光束的能量并将其转换为相应的电信号，该电信号再被换算为被测目标的温度值。由于红外测温仪被用来对物体表面的某个点位置处的温度进行逐一测量，因此理想的情形是将发射光束聚焦到物体表面的一个点处，这样测得的温度才是最精确的该点温度。然而，由于光束的散射现象，从光电探测器发射的光束在经过一定距离而最终接触到物体表面时，已经不是射到一个点上，而是变成一块区域，此区域的面积大小显然与光电探测器与被测物体的距离(即测温距离)成正比。因此红外测温仪实际测得的温度是一块区域的平均温度。而且，红外测温仪虽然能通过一次或多次测量而给出被测物体某些点(或区域) 处的温度，其并不能提供被测物体的直观的图像或提供能够体现被测物体的结构特征的红外热图，因而现有技术的这种基于红外测温仪的路面缺陷检测方式由于没有真实的现场图像做参考，检测结果不够直观，对路面缺陷的判断、定位和分析都很困难，容易造成漏测或误测，不能满足实际检测评估需要。例如，专利号为200420041784的专利文献“红外路面温度测试仪”就公开了这样一种路面缺陷检测系统，其利用红外测温仪采集浙青路面温度，根据温度差异形成热差图谱，从定量、定性和定位三方面评估路面的透水区域。主要工作原理是由于路面密实度、透水率存在不一致性，导致雨后结构层内含水量的不同，经过日照水分蒸发带走热量，使路面呈现不同的温度反映，通过对热差图谱的分析可以判定密实度的差异。由于此系统的核心检测设备采用的是红外测温仪，其工作原理决定了它只能测温不能成像，所以不能直观地反映被测物体的热分布图像；又由于红外测温仪检测出的红外数字信号是与测温距离成正比的一块区域(被测区域)面积的平均温度，所以其测温结果的精确性存在一定误差；再者，由于红外测温仪所测温度数值是点数据(最多也只是一小块区域的红外数字信号，基于路面检测的精度要求此区域还不能太大)类型，所以单个红外测温仪的检测面积非常有限，即使在一台检测车辆上加装多台红外测温仪，一次最多也只能监测一条车道，因此其要想实现对多车道路面的全面检测肯定是即费时又费力，例如， 上述专利申请的说明书在对其附图1的说明中称“图谱区按照温度差形成的热差图谱， 偏红表示高温区、偏兰表示低温区，每次检测一个车道”，可知其也仅仅只能实现对单车道的检测。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于红外成像技术的路面缺陷检测系统，其利用红外热成像技术快速、直观地检测高速公路等浙青路面或其他路面的缺陷，为相关道路渗水、裂缝、坑槽、松散、层间脱落等缺陷的保养维修提供准确的技术依据。为了达到上述目的，本专利技术提供一种基于红外成像技术的路面缺陷检测系统，该系统包括检测车辆，在被检测路面上行驶；云台，设置在该检测车辆上，该云台相对于该检测车辆进行水平旋转和竖直旋转；红外热像仪，可拆卸地设置在该云台上，该红外热像仪用于拍摄所述被检测路面的红外热图，并输出与该被检测路面的包含有温度数值的红外热图相关的红外热图数字信号；主控制器，设置在该检测车辆上并分别与该云台和该红外热像仪连接，用以控制该红外热像仪的拍摄动作，以及控制该云台的水平旋转角度和竖直旋转角度，并将该红外热像仪输出的红外热图数字信号转换为用于标准网络传输的红外数字信号；以及数据处理器，用以生成并输出对所述红外热像仪的控制信号，以及用以接收所述红外数字信号并对其进行分析和处理，以确定所述被检测路面的缺陷类型及缺陷的定位位置。根据本专利技术的实施例，该主控制器包括USB信号转换板，将与该红外热像仪拍摄的包含有温度数值的红外热图数字信号转换为USB信号；USB接口，用以传送所述USB信号；以及数据分析和控制模块，将来自该USB接口的USB信号转换为用于标准网络传输的所述红外数字信号病将其通过网线实时发送至该数据处理器，根据来自该数据处理器的测距信号产生热像仪控制信号，并将所述热像仪控制信号发送至该红外热像仪以控制该红外热像仪的拍摄动作，以及根据来自该数据处理器的云台控制信号产生云台驱动信号，并将所述云台驱动信号发送至该云台以控制该云台的水平旋转和竖直旋转。根据本专利技术的实施例，该云台包括主体机座，固定安装在该检测车辆上；竖直驱动电机，设置在该主体机座中；竖直旋转机构，设置在该主体机座上并与该竖直驱动电机联动，以实现竖直旋转；水平驱动电机，设置在该主体机座中；以及水平旋转机构，设置在该竖直旋转机构上并与该水平驱动电机联动，以实现水平旋转，同时该水平旋转机构在该竖直旋转机构的带动下一起进行竖直旋转；以及固定支架，设置在该水平旋转机构上，用以可拆卸地固定该红外热像仪的机身。根据本专利技术的实施例，该竖直旋转机构的旋转速度为3-5° /S，竖直旋转的角度范围为10-90°。根据本专利技术的实施例，该水平旋转机构的旋转速度为6-12° /S，水平旋转的角度范围为0-355°。根据本专利技术的实施例，该数据处理器包括数据输入接口，接收来自该主控制器的红外数字信号；数据分析模块，应用路面缺陷分析软件对来自数据输入接口的红外数字信号进行截图处理和数据分析，根据处理后数据来确定被检测路面上的缺陷类型、缺陷定位位置；以及存储模块，将所述处理后数据及确定结果存储其中。根据本专利技术的实施例，该数据处理器还包括显示模块，用以直观显示被检测路面的红外热图、红外数字信号、缺陷类型、缺陷定位位置及建议处置方案。根据本专利技术的实施例，该数据处理器的数据输入接口通过RJ45标准网络接口与该主控制器实现数据传送和网络通信。根据本专利技术的实施例，该主控制器和该数据处理器具体实现为笔记本电脑。根据本专利技术的实施例，该系统还包括测距装置，设置在该检测车辆的车轮上，该测距装置与该数据处理器连接，该数据处理器接收来自该测距装置的车速脉冲信号并将其换算成测距信号，再将所述测距信号输出至该主控制器，使得该主控制器根据所述测距信号来生成热像仪控制信号，以控制该红外热像仪的拍摄动作。根据本专利技术的实施例，该测距装置例如为霍尔传感器。根据本专利技术的实施例，该系统还包括数据传送装置，分别与该主控制器和该数据处理器连接，以实现两者之间的网络通信。根据本专利技术的实施例，该数据传送装置是本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种路面缺陷检测系统，该系统包括：检测车辆（１），在被检测路面上行驶；云台（２），设置在该检测车辆（１）上，该云台（２）相对于该检测车辆（１）进行水平旋转和竖直旋转；红外热像仪（３），可拆卸地设置在该云台（２）上，该红外热像仪（３）用于拍摄所述被检测路面的红外热图，并输出与该被检测路面的包含有温度数值的红外热图相关的红外热图数字信号；主控制器（４），设置在该检测车辆（１）上并分别与该云台（２）和该红外热像仪（３）连接，用以控制该红外热像仪（３）的拍摄动作，以及控制该云台（２）的水平旋转角度和竖直旋转角度，并将该红外热像仪（３）输出的红外热图数字信号转换为用于标准网络传输的红外数字信号；以及数据处理器（５），用以生成并输出对所述红外热像仪（３）的控制信号，以及用以接收所述红外数字信号并对其进行分析和处理，以确定所述被检测路面的缺陷类型及缺陷的定位位置。

【技术特征摘要】
1.一种路面缺陷检测系统，该系统包括检测车辆(1)，在被检测路面上行驶；云台O)，设置在该检测车辆(1)上，该云台( 相对于该检测车辆(1)进行水平旋转和竖直旋转；红外热像仪(3)，可拆卸地设置在该云台( 上，该红外热像仪C3)用于拍摄所述被检测路面的红外热图，并输出与该被检测路面的包含有温度数值的红外热图相关的红外热图数字信号；主控制器G)，设置在该检测车辆(1)上并分别与该云台( 和该红外热像仪(3)连接，用以控制该红外热像仪⑶的拍摄动作，以及控制该云台⑵的水平旋转角度和竖直旋转角度，并将该红外热像仪C3)输出的红外热图数字信号转换为用于标准网络传输的红外数字信号；以及数据处理器(5)，用以生成并输出对所述红外热像仪(3)的控制信号，以及用以接收所述红外数字信号并对其进行分析和处理，以确定所述被检测路面的缺陷类型及缺陷的定位位置。2.根据权利要求1所述的路面缺陷检测系统，其中，该主控制器(4)包括USB信号转换板(41)，将该红外热像仪C3)拍摄的包含有温度数值的红外热图数字信号转换为USB信号；USB接口 0 ，用以传送所述USB信号；以及数据分析和控制模块(43)，将来自该USB接口 0 的USB信号转换为用于标准网络传输的所述红外数字信号并将其通过网线实时发送至该数据处理器(5)，根据来自该数据处理器(5)的测距信号产生热像仪控制信号，并将所述热像仪控制信号发送至该红外热像仪⑶以控制该红外热像仪⑶的拍摄动作，以及根据来自该数据处理器(5)的云台控制信号产生云台驱动信号，并将所述云台驱动信号发送至该云台O)以控制该云台(2)的水平旋转和竖直旋转。3.根据权利要求2所述的路面缺陷检测系统，其中，该主控制器(4)与该红外热像仪 (3) 一起设置在一个防护罩内。4.根据权利要求1所述的路面缺陷检测系统，其中，该云台( 包括主体机座(21)，固定安装在该检测车辆(1)上；竖直驱动电机(22)，设置在该主体机座中；竖直旋转机构(23)，设置在该主体机座上并与该竖直驱动电机02)联动，以实现竖直旋转；水平驱动电机(M)，设置在该主体机座中；以及水平旋转机构(25)，设置在该竖直旋转机构03)上并与该水平驱动电机03)联动，以实现水平旋转，同时该水平旋转机构0 在该竖直旋转机构的带动下一起进行竖直旋转·’以及固定支架(26)，设置在该水平旋转机构0 上，用以可拆卸地固定该红外热像仪(3) 的机身。5.根据权利要求1所述的路面缺陷检测系统，其中，该数据处理器( 包括数据输入接口(51)，接收来自该主控制器的红外数字信号；数据分析模块(52)，应用路面缺陷分析软件对来自数据输入接口(51)的红外数字信号进行截图处理和数据分析，根据处理后数据来确定被检测路面上的缺陷类型、缺陷定位位置；以及存储模块(53)，将所述处理后数据及确定结果存储其中。6.根据权利要求5所述的路面缺陷检测系统，其中，该数据处理器( 还包括显示模块(M)，用以直观显示被检测路面的红外热图、红外数字信号、缺陷类型、缺陷定位位置及建议处置方案。7.根据权利要求5所述的路面缺陷检测系统，其中，该数据处理器( 的数据输入接口 (51)通过RJ45标准网络接口与该主控制器(4)实现数据传送和网络通信。8.根据权利要求1所述的路面缺陷检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴继平，李跃年，
申请(专利权)人：广州飒特电力红外技术有限公司，
类型：发明
国别省市：81