專利名稱：一種道路路面構(gòu)造深度的激光路面檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于路面測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種檢測裝置，尤其是涉及一種道路路面構(gòu)造深度的測試裝置，該裝置利用激光三角法來測量構(gòu)造深度。
背景技術(shù)：
交通事故與路面的抗滑性能有很大的關(guān)系，而路面抗滑性能直接受到路面紋理深度的影響。道路表面的凹凸稱為粗構(gòu)造或者構(gòu)造深度，是路面粗糙程度的重要指標(biāo)。是指一定面積的路表面凹凸不平的開口孔隙的平均深度。主要用于評定路面表面的宏觀粗糙度、排水性能及抗滑性。隨著交通道路的增加，車輛的快速的增加，交通事故發(fā)生也在上升，影響交通事故的因素很多，路表面抗滑性能差是其中最主要的因素，如果改變路表面的抗滑性能，在很大程度上可見減少交通事故的多發(fā)性。傳統(tǒng)測量構(gòu)造深度的方法有鋪砂法、激 光測距儀、數(shù)字圖像法。其中，鋪砂法由于受人為因素的影響，測試結(jié)果的誤差較大，鋪砂法效率低、獲取數(shù)據(jù)點(diǎn)難。激光測距儀采用的是點(diǎn)陣式激光光源，采集到的是不連續(xù)的點(diǎn)，容易造成一些點(diǎn)的缺失，不能真實再現(xiàn)路面紋理特性，影響測量精度。數(shù)字圖像法受外界環(huán)境光照的強(qiáng)度、照相角度等影響很大，有待進(jìn)一步提高。當(dāng)前迫切需要提出一種測量精度高的裝置來解決傳統(tǒng)測量精度低的問題。
發(fā)明內(nèi)容針對上述現(xiàn)有兩種檢測法存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在于，提供一種道路路面構(gòu)造深度的激光路面檢測裝置，該裝置設(shè)計合理、效率高、所測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、檢測精度高、使用方便。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本實用新型采取如下的技術(shù)解決方案一種道路路面構(gòu)造深度的激光路面檢測裝置，包括拖車，其特征在于，在拖車安裝有計算機(jī)、電源和旋轉(zhuǎn)編碼器，并固定有由CXD相機(jī)、相機(jī)接收透鏡、激光器和發(fā)射透鏡組成的激光三角測量裝置，其中，激光三角測量裝置通過三腳架固定于拖車的右側(cè)，電源固定于拖車的車廂上層，旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在拖車的右輪輪軸上，電源通過電源線與計算機(jī)、激光器、旋轉(zhuǎn)編碼器相連。本實用新型的其它一些特點(diǎn)是所述的激光器采用紅外線陣一字激光器。所述的(XD相機(jī)采用面陣(XD相機(jī)。本實用新型的道路路面構(gòu)造深度的激光路面檢測裝置，采用紅外線陣一字激光光源垂直照射浙青路面的表面上的發(fā)射光由接收透鏡成像于CCD靶面上，由于實驗采用的是面陣C⑶相機(jī)，可以對采集到的圖像進(jìn)行實時，連續(xù)、快速的處理，通過激光三角測量原理計算得到路面的數(shù)據(jù)，并由多幅圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)出路面的三維圖像，測量精度可達(dá)到亞像素級別。
圖I是本實用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是激光三角法測量原理圖。圖中的標(biāo)記分別表示1、電源，2、計算機(jī)，3、旋轉(zhuǎn)編碼器，4、激光器，5、發(fā)射透鏡，6、CXD相機(jī)，7、相機(jī)接收透鏡。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實施方式
如圖I所示，本實施例給出一種道路路面構(gòu)造深度的激光路面檢測裝置，包括拖車8，在拖車8安裝有計算機(jī)I、電源2和旋轉(zhuǎn)編碼器3，并固定有由CCD相機(jī)6、相機(jī)接收透鏡7、激光器4和發(fā)射透鏡5組成的激光三角測量裝置，激光三角測量裝置通過定制的三腳 架固定于拖車8的右側(cè)，三角架的角度是根據(jù)視場標(biāo)定設(shè)定的，電源2固定于拖車8的車廂上層，旋轉(zhuǎn)編碼器3安裝在拖車8的右輪輪軸上，電源2通過專用連接線與計算機(jī)I、激光器
4、旋轉(zhuǎn)編碼器3相連。本實施例中，電源選用拖車8上的蓄電池，激光器4采用紅外線陣一字激光器，CXD相機(jī)6采用面陣CCD相機(jī)。紅外線陣一字激光器具有良好的光源特性，激光束發(fā)出的激光束是比較均勻，對紅外光線比較敏感，頻譜響應(yīng)在面陣CCD相機(jī)的感光區(qū)域內(nèi)，拍出來的圖片的效果比較好，適用于高精度的測量和測試。制作時，將激光三角測量裝置((XD相機(jī)6、相機(jī)接收透鏡7、激光器4和發(fā)射透鏡5)封裝成一個整體。旋轉(zhuǎn)編碼器3 —端和計算機(jī)分連接，旋轉(zhuǎn)編碼器3的另一端連接在CXD相機(jī)6上，旋轉(zhuǎn)編碼器3用于將拖車8的位移信號轉(zhuǎn)換成電信號傳輸給計算機(jī)1，計算機(jī)I通過內(nèi)置的軟件控制將電信號以觸發(fā)的形式發(fā)送給CCD相機(jī)6，以此控制CCD相機(jī)6的拍攝頻率，即CXD相機(jī)6以一定的間隔時間采集圖像，CXD相機(jī)6將采集到的圖像傳送給計算機(jī)1，最終得出路面的構(gòu)造深度，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)恢復(fù)出路面的三維圖像。本實用新型的道路路面構(gòu)造深度的激光路面檢測裝置，在進(jìn)行浙青路面構(gòu)造深度檢測的工作過程如下激光器4發(fā)射一束光，該激光光束經(jīng)過發(fā)射透鏡5后，垂直照射到檢測的路面上，由物體表面散射的光線通過接收透鏡7，聚到高分辨率的光電檢測器件上，形成一個散射光斑，該散射光斑的中心位置由傳感器與被測物體表面之間的距離決定，旋轉(zhuǎn)編碼器3通過將拖車8的位移信號轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送計算機(jī)1，計算機(jī)I通過內(nèi)置的軟件控制向CCD相機(jī)6發(fā)出脈沖觸發(fā)，控制CCD相機(jī)6采集圖片，由于路面的各處深度不同，所以CCD相機(jī)6獲取的圖像像素坐標(biāo)會有變化，根據(jù)坐標(biāo)差和相關(guān)軟件計算和處理，計算出浙青路面的構(gòu)造深度，并根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)恢復(fù)出路面的三維形貌。測量原理如圖2所示，通過光學(xué)原理及公式推導(dǎo)可得最終計算公式為
a2 x'X =-
/*/)。由于C⑶相機(jī)是斜置的，當(dāng)被測物表面在垂直方向上發(fā)生位移變化(X)時，顯示到相機(jī)靶面中為被測物體像元位移的變化(即X’)，最終通過公式計算可由像元位移(X’)得 到物體的真實位移變化X。
權(quán)利要求1.一種道路路面構(gòu)造深度的激光路面檢測裝置，包括拖車(8)，其特征在于，在拖車(8)安裝有計算機(jī)(I)、電源(2)和旋轉(zhuǎn)編碼器(3)，并固定有由CCD相機(jī)￠)、相機(jī)接收透鏡(7)、激光器(4)和發(fā)射透鏡(5)組成的激光三角測量裝置，其中，激光三角測量裝置通過三腳架固定于拖車(8)的右側(cè)，電源(2)固定于拖車(8)的車廂上層，旋轉(zhuǎn)編碼器(3)安裝在拖車(8)的右輪輪軸上，電源(2)通過專用連接線與計算機(jī)(I)、激光器(4)、旋轉(zhuǎn)編碼器(3)相連。
2.如權(quán)利要求I所述的道路路面構(gòu)造深度的激光路面檢測裝置，其特征在于，所述的激光器(4)采用紅外線陣一字激光器。
3.如權(quán)利要求I所述的道路路面構(gòu)造深度的激光路面檢測裝置，其特征在于，所述CXD相機(jī)(6)采用面陣CCD相機(jī)。
專利摘要本實用新型公開了一種道路路面構(gòu)造深度的激光路面檢測裝置，包括拖車，在拖車安裝有計算機(jī)、電源和旋轉(zhuǎn)編碼器，并固定有由CCD相機(jī)、相機(jī)接收透鏡、激光器和發(fā)射透鏡組成的激光三角測量裝置，其中，激光三角測量裝置通過三腳架固定于拖車的右側(cè)，電源固定于拖車的車廂上層，旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在拖車的右輪輪軸上，電源通過電源線與計算機(jī)、激光器、旋轉(zhuǎn)編碼器相連。裝置利用激光三角原理，計算得到路面的數(shù)據(jù)，并由多幅圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)出路面的三維圖像，測量精度可達(dá)到亞像素級別。
文檔編號G01B11/24GK202533046SQ20122013778
公開日2012年11月14日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者馮興樂, 孫朝云, 孫瑞寧, 權(quán)娜娜, 李偉, 陳鵬 申請人:長安大學(xué)