專利名稱：高速公路路面自動檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高速公路路面檢測技術，特別涉及一種高速公路路面自動檢測系統(tǒng)。
背景技術：
目前，國內外高速公路迅速發(fā)展，四通八達，而且車速也在不斷地提高。這就要求一直保持高質量的路面，道路完好和平整，確保行駛車輛的高速、安全和舒適。所以非常需要對危害路面進行及時監(jiān)測，例如，路面是否平整、開裂、路肩整潔、邊坡穩(wěn)定、道溝暢通、線形變形等。70年代法國研制了Gerpho“道路攝像膠片檢測設備”是把路面變形等情況攝像制成膠片，然后回到室內對圖像資料進行研究分析，判斷路面的質量，雖然減少了工人實地檢查的工作量，但是仍然需要人工判別路面危害情況，效率低，誤差大。所在，很需要研制一種能自動檢測高速公路路面質量的設備，對路面攝制的圖像，由計算機進行實時準確地分析處理，并對故障地點位置準確定位，及時用無線傳輸給控制中心，采取搶修措施，和調度指揮車輛安全行駛。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有高速公路監(jiān)測存在的問題，提供一種結構簡單，制造成本低，檢測精度高，對故障路面準確定位，自動發(fā)送和快速實時動態(tài)的自動檢測系統(tǒng)。
本發(fā)明包括CCD攝像機、圖像采集卡、監(jiān)視器、計算機、GPS接收機、SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)、發(fā)射機、中繼臺、控制中心和電氣控制裝置，所述CCD攝像機的視頻信號分兩路輸送給圖像采集卡，一路經(jīng)同步分離器、鑒相器和時序發(fā)生器及控制電路輸送到幀緩存，同時，時序發(fā)生器及控制電路的行、場同步電信號又控制鑒相器，另外三路又分別送到D/A轉換器、同步合成電路和經(jīng)微機接口送到計算機，視頻信號的一路經(jīng)預處理器輸送到A/D轉換器，轉換成數(shù)字電信號一路輸送到幀緩存，另一路輸送到查找表經(jīng)D/A轉換器轉換成模擬電壓信號，經(jīng)同步合成電路輸送到監(jiān)視器，所述計算機的控制信號經(jīng)微機接口分別送到查找表和幀緩存，幀緩存的合成電信號經(jīng)微機接口輸送到計算機進行圖像處理，判斷路面的質量是否合格，對不合格圖像，再由GPS接收機接收到的衛(wèi)星定位信號送到SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)合成，把聯(lián)合定位的數(shù)值信號再通過微機接口送到計算機與不合格圖像合成比較，確定出不合格路面裂度、不平整度等具體危害程度，及不合格路面具體位置，在計算機上顯示，并通過微機接口送到無線發(fā)射機發(fā)射，經(jīng)中繼臺轉發(fā)送到控制中心，自動檢測系統(tǒng)的工作步驟是初始化后選擇路面危害閥值σ，啟動采集圖像命令，判斷是否收到結束命令，若收到結束命令則結束，否則，將圖像幀數(shù)加1，將圖像從幀緩存讀入計算機內存，進行數(shù)字圖像處理，將從圖像中提取的參數(shù)與閥值σ相比較，判斷圖像是否合格，若不合格，則讀GPS接收機和SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)聯(lián)合定位參數(shù)，將定位參數(shù)與圖像合成并壓縮編碼，送發(fā)射機發(fā)射給控制中心。
由于采用上述技術方案，本發(fā)明具有結構簡單，制造成本低，檢測精度高，對故障路面準確定位，自動發(fā)送和快速實時動態(tài)的自動檢測高速公路路面質量。


圖1是本發(fā)明自動檢測系統(tǒng)結構示意圖；圖2是本發(fā)明牽引車結構示意圖；圖3是本發(fā)明自動檢測系統(tǒng)工作流程圖；圖中1 CCD攝像機、2同步分離器、3鑒相器、4時序發(fā)生器及控制電路、5預處理器、6 A/D轉換器、7幀緩存、8查找表、9 D/A轉換器、10同步合成電路、11監(jiān)視器、12微機接口、13計算機、14 GPS接收機、15 SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)、16發(fā)射機、17中繼臺、18控制中心、33電源、34天線、35光照系統(tǒng)、36可調支架。
具體實施例方式
如圖1和圖2所示，結合實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案和工作過程。一種高速公路路面自動檢測系統(tǒng)，包括CCD攝像機1、圖像采集卡、監(jiān)視器11、計算機13、GPS接收機14、SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)15、發(fā)射機16、中繼臺17、控制中心18、牽引車和電氣控制裝置，所述CCD攝像機1(MTV-12VIC-EX)的視頻信號分兩路輸送給圖像采集卡，一路經(jīng)同步分離器2、鑒相器3和時序發(fā)生器及控制電路4輸送到幀緩存7，同時，時序發(fā)生器及控制電路4的行、場同步電信號又控制鑒相器3，另外三路又分別送到D/A轉換器9、同步合成電路10和經(jīng)微機接口12(PCI總線)送到計算機13，視頻信號的另一路經(jīng)預處理器5輸送到A/D轉換器6，轉換成數(shù)字電信號輸送到幀緩存7，同時，另外一路輸送到查找表8經(jīng)D/A轉換器9轉換成模擬電壓信號，經(jīng)同步合成電路10輸送到監(jiān)視器11，所述計算機13的控制信號經(jīng)微機接口12分別送到查找表8和幀緩存7，幀緩存7的合成電信號經(jīng)微機接口12(PCI總線)輸送到計算機13進行圖像處理，判斷路面的質量是否合格，對不合格圖像，再由GPS接收機14接收到的衛(wèi)星定位信號送到SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)15合成，把聯(lián)合定位的數(shù)值信號再通過微機接口12(RS232)送到計算機13與不合格圖像合成比較，確定出不合格路面裂度、不平整度等具體危害程度，及不合格路面具體位置，在計算機13上顯示，并通過微機接口12(RS232)送到無線發(fā)射機16發(fā)射，經(jīng)中繼臺17轉發(fā)送到控制中心18，對故障路面精確檢測和準確定位，自動發(fā)送和快速實時動態(tài)的自動檢測，工作速度可達70km/h。自動檢測系統(tǒng)的工作步驟是步驟19為初始化；步驟20為選擇路面危害閥值σ，包括裂度、水平位置、垂直位置、橫滾和俯仰角等，檢測技術指標為最小路面裂度5mm，水平位置1m，垂直位置1.5m，水平速率0.03m/s，垂直速率0.05m/s，橫滾和俯仰角度1mrad，運動航向3mrad，時間精度200ns；在步驟21中啟動采集圖像命令；步驟22為判斷是否收到結束命令，若收到結束命令，則轉到步驟23結束；若沒有收到結束命令，則進行步驟24將圖像幀數(shù)加1，開始進行數(shù)字圖像處理；步驟25將圖像由幀緩存讀入計算機內存；步驟26對圖像采用小波變換方法進行數(shù)字圖像處理，與閥值σ相比較；在步驟27判斷路面是否為不合格路面；若不是合格路面，則轉步驟22判斷是否受到結束命令，若沒結束，則進行步驟24圖像幀數(shù)加1，處理下一幀圖像；若是不合格路面，則進行步驟28讀GPS接收機和SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)聯(lián)合定位參數(shù)；步驟29將不合格路面位置與圖像合成；步驟31將合成圖像送計算機顯示；步驟30將合成后的圖像進行壓縮編碼，經(jīng)步驟32送發(fā)射機發(fā)射；發(fā)射結束后，轉步驟22判斷是否收到結束命令，若沒有結束，則進行步驟24將圖像幀數(shù)加1，處理下一幀圖像，實現(xiàn)圖像實時動態(tài)處理。
所述牽引車車體內的工作臺上設置有監(jiān)視器11、計算機13、GPS接收機14、SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)15和發(fā)射機16，其下面固定有電源33，天線34安裝在車體的頂部，并與發(fā)射機相連接，CCD攝像機1和光照系統(tǒng)35設置在可調支架36上，車體底部開有CCD攝像機拍攝路面圖像的開口。
權利要求
1.一種高速公路路面自動檢測系統(tǒng)，包括CCD攝像機、圖像采集卡、監(jiān)視器、計算機、GPS接收機、SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)、發(fā)射機、中繼臺、控制中心和電氣控制裝置，所述CCD攝像機的視頻信號分兩路輸送給圖像采集卡，一路經(jīng)同步分離器、鑒相器和時序發(fā)生器及控制電路輸送到幀緩存，同時，時序發(fā)生器及控制電路的行、場同步電信號又控制鑒相器，另外三路又分別送到D/A轉換器、同步合成電路和經(jīng)微機接口送到計算機，視頻信號的另一路經(jīng)預處理器輸送到A/D轉換器，轉換成數(shù)字電信號輸送到幀緩存，同時，另外一路輸送到查找表經(jīng)D/A轉換器轉換成模擬電壓信號，經(jīng)同步合成電路輸送到監(jiān)視器，其特征是，所述計算機的控制信號經(jīng)微機接口分別送到查找表和幀緩存，幀緩存的合成電信號經(jīng)微機接口輸送到計算機進行圖像處理，判斷路面的質量是否合格，對不合格圖像，再由GPS接收機接收到的衛(wèi)星定位信號送到SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)合成，把聯(lián)合定位的數(shù)值信號再通過微機接口送到計算機與不合格圖像合成比較，確定出不合格路面裂度、不平整度等具體危害程度，及不合格路面具體位置，在計算機上顯示，并通過微機接口送到無線發(fā)射機發(fā)射，經(jīng)中繼臺轉發(fā)送到控制中心。
2.如權利要求1所述的路面自動檢測系統(tǒng)，其特征是，所述自動檢測系統(tǒng)的工作步驟是(1)初始化；(2)選擇路面危害閥值σ，σ值是所有路面危害閥值，包括裂度、水平位置、垂直位置、橫滾和俯仰角等；(3)啟動采集圖像命令；(4)判斷是否收到結束命令，若收到結束命令，則進行步驟(5)結束，若沒有收到結束命令，則轉步驟(6)；(5)結束；(6)將圖像幀數(shù)加1；(7)將幀緩存中圖像存入計算機內存；(8)采用小波變換方法進行數(shù)字圖像處理；(9)判斷路面是否合格，若合格，則轉步驟(4)，處理下一幀圖像，若超標，則進行步驟(10)；(10)讀取GPS接收機和SINS捷聯(lián)導航系統(tǒng)聯(lián)合定位參數(shù)；(11)將定位參數(shù)與不合格圖像合成；(13)將合成后的圖像進行壓縮編碼；(12)送計算機顯示；(14)送發(fā)射機發(fā)射不合格圖像；(15)轉步驟(4)，判斷是否收到結束命令，若沒收到結束命令則圖像幀數(shù)加1，處理下一幀圖像，實現(xiàn)圖像實時動態(tài)處理，否則，結束。
3.如權利要求1所述的路面自動檢測系統(tǒng)，其特征是，所述牽引車內的工作臺上設置有監(jiān)視器、計算機、GPS接收機、SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)和發(fā)射機，其下面固定有電源，天線安裝在車體上，并與發(fā)射機相連接，CCD攝像機和光照系統(tǒng)設置在可調支架上。
4.如權利要求3所述的路面自動檢測系統(tǒng)，其特征是，所述車體底部開有CCD攝像機拍攝路面圖像的開口。
全文摘要
一種高速公路路面檢測系統(tǒng)，包括CCD攝像機、圖像采集卡、計算機、GPS接收機、SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)、發(fā)射機、中繼臺、控制中心和電氣控制裝置，系統(tǒng)的工作步驟是初始化后選擇路面危害閥值σ，啟動采集圖像命令，若收到結束命令則結束，否則，將圖像幀數(shù)加1，將圖像從幀緩存讀入計算機內存進行數(shù)字圖像處理，從圖像中提取的參數(shù)與閥值σ相比較，判斷圖像是否合格，若不合格，則讀GPS接收機和SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)聯(lián)合定位參數(shù)，將其參數(shù)與圖像合成并壓縮編碼，送發(fā)射機發(fā)射給控制中心，本發(fā)明具有結構簡單，制造成本低，檢測精度高，對故障路面準確定位，自動發(fā)送和快速實時動態(tài)的自動檢測高速公路路面質量。
文檔編號E01C23/01GK1488813SQ0313368
公開日2004年4月14日 申請日期2003年8月13日 優(yōu)先權日2003年8月13日
發(fā)明者任波, 李環(huán), 任 波 申請人:沈陽工業(yè)學院