一种城市基础设施快速检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种城市基础设施快速采集系统，包括一套定位系统；分别与定位系统连接的道路指标采集子系统、地面设施采集子系统以及高架底面采集子系统；同时与道路指标采集子系统、地面设施采集子系统以及高架底面采集子系统连接的控制系统；以及给所述道路指标采集子系统、地面设施采集子系统以及高架底面采集子系统供电的电力系统。本发明专利技术具有如下优点：一体化集成城市各类设施包括道路、高架、市政等设施的同步采集；控制设备可以根据需要扩充传感器控制；不再受限高影响而造成部分道路不能检测；降低了产品的生产成本，同时增强了产品的稳定性；用户可以根据各自需求组织测量单元最终形成自定义产品，完全满足用户自己的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种城市基础设施检测系统，尤其是城市道路、高架、市政设施快速检测的系统。
技术介绍
鉴于现有城市不同设施分开检测技术的使用和推广，各种分项设施检测的模块化程度已经相对较高，如道路检测车车已经在各省市的道路检测中得到很好的应用，市政设施检测车也已经数字城管数据采集中成为了ー种普遍使用的方法。但由于现有的各种检测系统复杂、相关设备繁多且没有统ー集成的系统，最終造成了无法一次性采集所需的数据而需分开多次采集，导致成本増加、エ期延长。同时，现有设备都存在各种检测模块未能灵 活选配，市面上的所有产品皆是全功能产品，不能满足用户选配功能定制产品的需求。从成本上考虑由于市面上现有的众多检测设备装配的传感器都是采用国外设备，且供电体系都采用的是发电机供电模式，如此造成了产品成本大幅度攀升。面对于市面上现有类似产品的上述问题。城市基础设施快速检测系统本着并满足现有检测指标的前提下以轻量、便捷、模块化为主体的思想进行研制。产品更加轻便、灵活，适合各类复杂城市检测的需要。现有技术的主要缺陷为1.没有集成的一体化系统设备，无法一次性采集所需的设施数据；2.控制设备具有明显的局限性性，只能连接现有设备，难以扩充其他传感器；3.现有检测系统使用限制条件太多，载车的类型都为中小型客车，在部分道路中特别是市政道路存在着限高的约束条件。同时对驾驶人员的驾驶水平也有着限制。且一般载车型号固定，极大限制了产品的适应性；4.现有检测系统设备多采用国外设备，且无论从载车型号、供电模式等方面原材料成本很高，且供货时间长；5.对于车体改装以及外挂结构件安装，现有检测系统多采用的方式破坏性强，不可复原。所有设备、结构件与载车一体，ー些无法自由方便拆卸，一些甚至不能拆卸。且改装エ艺复杂，产品生产时间周期较长；6.检测系统都是捆绑式安装，各个系统无法独立存在。无法满足用户自定义需求；7.产品内部组成过于固定，大多数检测设备型号无替代产品。
技术实现思路
本专利技术主要是解决现有技术所存在的技术问题；设计扩充性高且模块化的控制系统，方便扩充接入城市各种设施采集所必须的传感器，一体化集成城市设施各类设施数据采集。控制器由模板和各传感器控制板组成，模板负责基础通信和控制，各传感器控制板实现单独传感器控制，从而便于扩充传感器以实现其他功能。本专利技术还有一目的提供一种载车类型为小型越野车或者轻型商务车，所有设备安装后检测系统设备整体高度不会超过市内一般限高值，不再受限高影响而造成部分道路不能检测，且转弯半径小，在城市复杂道路情况下尤为有利。对驾驶人员的水平限制降低。同时对具体载车型号要求不高，増大了产品的适应性的ー种城市基础设施快速采集系统。本专利技术还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种采用国产化传感器设备，且修改了供电模式，极大程度上降低了产品的生产成本，同时增强了产品的稳定性。并消除了传统发电机供电模式下帯来的高噪音、震动等不良用户体验的ー种城市基础设施快速采集系统。本专利技术再有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了ー种对于车体改装以及外挂结构件安装都采集用可恢复性安装，在拆卸后可还原成载车原始状态。并且极大程度上減少了改装工作量，減少了产品生产周期的ー种城市基础设施快速采集系统。本专利技术再有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了ー种所有检测、计算设备都是采用外挂式安装模式。各个检测系统单独组成ー个检测単元，用户可以根据各自需求组织检测单元最終形成自定义产品，完全满足用户自己的需求的ー种城市基础设施快速采集系统。本专利技术最后有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；开发设计高度兼容的传感器控制接ロ软件，提供了一种传感器高度兼容性，各个系统都可兼容十多款传感器进行 任意选择。用户可以根据自己需求进行任意搭配的ー种城市基础设施快速采集系统。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的ー种城市基础设施快速采集系统，其特征在于，包括一套由卫星基准站、GPSJf导和DMI组成的定位系统；一套兼容多传感器控制的传感器软件接ロ程序；与定位系统相结合的ー套道路评价指标采集子系统、地面设施数据采集子系统以及高架底面数据采集子系统；同时与道路评价指标采集子系统、地面设施数据采集子系统以及高架底面数据采集子系统连接的高扩充性的控制系统，便于扩充接入各种设施采集所须的传感器并实现其控制；以及给所述道路指标采集子系统、地面设施采集子系统以及高架底面采集子系统供电的电カ系统。本专利技术包括基于模块化控制思想的集成同步控制器，控制器由母板和各传感器控制板组成，母板负责基础通信和控制，各传感器控制板实现单独传感器控制，从而便于扩充传感器以实现其他功能。本专利技术主要的创新点在于(I)根据模块化控制的思想，采用母板与子板概念设计控制设备，母板负责基础通信，子板负责实现各传感器控制，从而达到任意扩充传感器的目的，便于系统扩充。(2)通过GPS授时与高稳晶体振荡器结合，建立了系统的时间基准；通过基准站、惯导、GPS与DMI组合，建立系统的空间基准；通过高精度的时间与空间位置的匹配，实现了系统的时空统一，即可查找某ー时刻对应的空间位置，通过空间位置也可以查询事件发生的时间。(3)设计和实现了基于高精度时间坐标系的车载城市设施快速检测系统的多传感器集成与同步控制方案，并分析了在该方案下的同步误差以及对多源数据融合后系统检测精度的影响。同时在传统的同步控制设备基础上基于模块化控制思想，提高设备可扩充性，便于根据需要增加采集检测设备并实现控制。。(4)对车辆运动进行动力学分析的基础上，提出了基于多项式拟合的车辆运行轨迹的数据处理方法、基于控制点的近景摄影检测的POS误差校正模型、基于控制点高程的激光扫描检测的高程误差校正模型以及激光扫描三维空间数据与CCD影像的配准模型。(5)在车载道路快速检测与检测模块的功能研究中，提出了以车辆初始垂直速度、位移、重力加速度等变量，以区间车辆颠簸累计值为最小目标的平整度计算模型，攻克了惯性补偿的激光平整度检测算法，解决了国际上常见的平整度检测设备低于25km/h不能正确给出结果的难题；解决了激光照明与结构光车辙检测一体化技术，实现了全天时路面图像和车辙深度的自动化检测与数据采集。(6)提出由线扫描相机、线激光器和高速扫描仪等传感器结合，实现高架底面影像数据三维数据同步采集，从而实现高架裂缝类病害与变形类病害的识别。(7)提出了新型车载供电方式。采用原车自动车载发电机提供电力，车载式免维护型电池组作为电カ存储设备，同时通过电压转换设备进行电压转换，最后通过综合电源管理设备对供电进行控制。此方式相比传统供电模式更节能、静音、安全。 (8)对于整车设备集成，提出了ー种新型集成理念。所有设备采用可逆式外挂安装模式。用户可以快速对设备进行拆卸安装，并还原载车的原始状态。在上述ー种城市基础设施快速采集系统，所述道路指标采集子系统包括分别与定位系统结合的路面病害采集模块、平整度模块、车辙模块以及沿线设施模块；所述高架底面采集子系统包括分别与定位系统结合的高架底面病害模块以及高架底面三维模块。在上述ー种城市基础设施快速采集系统，所述路面病害采集模块包括ー个通过控制系统与定位系统结合的所述路面线阵CCD相机。在上述ー种城市基础设施快速采集系统，所述平整度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市基础设施快速检测系统，其特征在于，包括一套定位系统；分别与定位系统连接的道路指标采集子系统、地面设施采集子系统以及高架底面采集子系统；同时与道路指标采集子系统、地面设施采集子系统以及高架底面采集子系统连接的控制系统；以及给所述道路指标采集子系统、地面设施采集子系统以及高架底面采集子系统供电的电力系统。2.根据权利要求I所述的一种城市基础设施快速采集系统，其特征在于，所述道路指标采集子系统包括分别与定位系统连接的路面病害采集模块、平整度模块、车辙模块以及沿线设施模块；所述高架底面采集子系统包括分别与定位系统连接的高架底面病害模块以及高架底面三维模块。3.根据权利要求2所述的一种城市基础设施快速采集系统，其特征在于，所述路面病害采集模块包括一个通过控制系统与车轮编码器连接的所述路面线阵CXD相机。4.根据权利要求2所述的一种城市基础设施快速采集系统，其特征在于，所述平整度模块包括通过控制系统与所述定位系统连接的测距相机和加速度计，所述测距相机为两个，分别为左部测距相机和右部测距相机；所述加速度计为两个，分别为左部加速度计和右部加速度计。5.根据权利要求2所述的一种城市基础设施快速采集系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清泉，曹民，张德津，何莉，曲旋，王新林，马斌，
申请(专利权)人：武汉武大卓越科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：