CN108507529B - 一种桥接坡沉降自动检测装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种桥接坡沉降自动检测装置和车辆，车辆上设置有检测装置，检测装置包括图像采集单元，运动状态采集单元，支撑单元，定位单元，数据处理单元；支撑单元固定在车辆车尾的顶部；图像采集单元与所述支撑单元连接，运动状态采集单元与支撑单元连接，用于获取车辆的运动状态信息；定位单元与支撑单元连接，定位单元安装在车辆的顶部的中心位置处；数据处理单元分别与图像采集单元、运动状态采集单元和定位单元连接，获得桥接坡沉降的状态信息。通过数据处理单元将车辆运动时路面的图像信息，车辆的运动状态信息和位置信息，获得桥接坡沉降的状态信息，提高了检测装置的精度。

Description

一种桥接坡沉降自动检测装置及车辆

技术领域

本发明涉及桥接坡沉降检测领域，特别是涉及一种桥接坡沉降自动检测装置及车辆。

背景技术

随着城市快速路及高速公路迅速发展，高架桥梁、立交设施的数量越来越多，桥接坡也越来越多，桥接坡不均匀沉降，严重影响行车速度、安全及舒适性，降低车辆的使用寿命，而且还会加重不均匀沉降及桥梁损坏，降低设施使用寿命，所以需要及时检测桥接坡的沉降情况，及时检修。

目前，现有的桥接坡沉降的检测方法包括手工检测，车载式自动化检测及监测单元三大类。其中，手工检测包括直尺测量、水准测量及手持GPS测量；车载自动化检测包括颠簸累积仪、连续平整度仪；监测单元则主要由位移/角度传感器及数据处理中心组成。

手工检测所需时间周期长，效率低，需要采取封闭交通的措施，干扰交通；车载化自动化检测，目标是获取车辆同道路相互作用的统计数据或路面频谱，不能检测到整个桥接坡的状况，其检测结果受车辆颠簸严重，无法获取确定位置的沉降差的精确值；监测单元的抗干扰性差，导致监测结果的精确度较低。

所以，亟需一种高精度的桥接坡沉降自动检测装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度的桥接坡沉降自动检测装置及车辆。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种桥接坡沉降自动检测装置，所述检测装置设置在车辆上，所述检测装置包括图像采集单元，运动状态采集单元，支撑单元，定位单元，数据处理单元；

所述支撑单元固定在车辆车尾的顶部；

所述图像采集单元与所述支撑单元连接，用于采集所述车辆运动时路面的图像信息；

所述运动状态采集单元与所述支撑单元连接，用于获取所述车辆的运动状态信息；

所述定位单元与所述支撑单元连接，所述定位单元安装在所述车辆的顶部的中心位置处，用于获取所述车辆的位置信息；

所述数据处理单元分别与所述图像采集单元、所述运动状态采集单元和所述定位单元连接，用于分析所述车辆运动时路面的图像信息，所述车辆的运动状态信息和所述车辆的位置信息，获得桥接坡沉降的状态信息。

可选的，所述图像采集单元具体包括：第一激光器、第二激光器、摄像头；

所述第一激光器和所述第二激光器固定连接在所述支撑单元的边缘；

所述第一激光器垂直投射到路面；

所述第二激光器倾斜投射到路面；

所述摄像头固定连接在所述支撑单元上，与所述数据处理单元连接，所述摄像头的镜头与地面平行，用于获取所述路面的图像信息。

可选的，所述运动状态采集单元具体包括：加速度计、惯性检测模块；

所述加速度计安装在所述图像采集单元上，与所述数据处理单元连接，用于检测所述车辆的震动状态数据；

所述惯性检测模块安装在所述车辆内的中轴位置，与所述数据处理单元连接，用于检测所述车辆的倾斜状态数据。

可选的，所述支撑单元具体包括：矩形支架、长支架、钢板；

所述钢板设置在车顶，所述钢板上设置有所述图像采集单元、所述运动状态采集单元和所述定位单元；

所述矩形支架与所述钢板垂直连接；

所述长支架分别与所述钢板和所述矩形支架连接。

可选的，所述检测装置还包括车辆里程记录单元；

所述车辆里程记录单元安装在轮轴上，与所述数据处理单元连接，用于获取所述车辆的距离信息，并发送至所述数据处理单元。

可选的，所述桥接坡沉降的状态信息具体包括桥接坡沉降的位置信息、三维形态信息和沉降距离信息。

可选的，所述数据处理单元具体包括：路面图像信息分析模块、车辆运动状态信息分析模块、桥接坡沉降的状态信息分析模块；

所述路面图像信息分析模块，与所述图像采集单元连接，用于分析所述路面图像信息；

所述车辆运动状态信息分析模块分别，与所述运动状态采集单元和所述定位单元连接，用于获取所述车辆的运动状态信息和所述车辆的位置信息；

所述桥接坡沉降的状态信息分析模块分别与所述路面图像信息分析模块和所述车辆运动状态信息分析模块连接，用于获取桥接坡沉降的状态信息。

为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

一种车辆，所述车辆上设置有上述所述的桥接坡沉降自动检测装置。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明通过图像采集单元来采集车辆运动时路面的图像信息，通过运动状态采集单元获取车辆的运动信息，定位系统获取车辆的位置信息，最后将获取的车辆运动时路面的图像信息、车辆的运动信息和位置信息输入到数据处理单元，通过数据处理单元处理获得桥接坡沉降的状态信息，提高了检测装置的精度，方便操作，效率更高，实时监测桥接坡沉降的状态信息，为交通带来了方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种桥接坡沉降自动检测装置组成示意图；

图2为本发明一种车辆的组成示意图；

图3为本发明中支撑系统的组成示意图；

图4为本发明中的数据处理单元的组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种高精度的桥接坡沉降自动检测装置及车辆。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种桥接坡沉降自动检测装置，所述检测装置设置在车辆上，如图1所示，所述检测装置包括图像采集单元1，运动状态采集单元2，支撑单元4，定位单元3，数据处理单元5；所述支撑单元4固定在车辆车尾的顶部；所述图像采集单元1与所述支撑单元4连接，用于采集所述车辆运动时路面的图像信息；所述运动状态采集单元2与所述支撑单元4连接，用于获取所述车辆的运动状态信息；所述定位单元3与所述支撑单元4连接，所述定位单元3安装在所述车辆的顶部的中心位置处，用于获取所述车辆的位置信息；所述数据处理单元5分别与所述图像采集单元1、所述运动状态采集单元2和所述定位单元3连接，用于分析所述车辆运动时路面的图像信息，所述车辆的运动状态信息和所述车辆的位置信息，获得桥接坡沉降的状态信息。

如图2所示，所述图像采集单元具体包括：第一激光器11、第二激光器12、摄像头13，摄像头13采用具有高速拍照存储功能的宽幅CMOS传感器相机，第一激光器11、第二激光器12采用808nm激光结构光发射的激光器。

所述第一激光器11和所述第二激光器12固定连接在所述支撑单元4的边缘；所述第一激光器11垂直投射到路面8；所述第二激光器12倾斜投射到路面8，所述摄像头13固定连接在所述支撑单元4上，与所述数据处理单元5连接，所述摄像头13的镜头与地面平行，俯视拍摄路面，摄像头13记录变形的结构光条纹图像，摄像头13拍摄范围恰好包括激光结构光光线在路面投影的位置，摄像机13及第一激光器结构光光线中心点相交，用于获取所述路面的图像信息，通过数据处理单元5计算提取线条形态同理想平面下的线条形态进行比较获得物体表面的深度变化信息。

摄像头的拍摄宽度大于4米，分辨率大于1像素/毫米，第一激光器11和第二激光器12的有效成像宽度大于6个像素，且相机拍摄存储的纵向长度大于20cm，纵向重复拍摄间隔小于5cm。

如图2所示，所述运动状态采集单元具体包括：加速度计21、惯性检测模块22；所述加速度计21安装在所述图像采集单元1上，与所述数据处理单元5连接，用于检测所述车辆的震动状态数据，数据处理单元5将对车辆的震动状态进行校正；所述惯性检测模块22安装在所述车辆内的中轴位置，与车辆行驶方向平行，与所述数据处理单元5连接，用于检测所述车辆的倾斜状态数据，由于车辆在运动过程中会震动颠簸对检测数据造成影响，所述惯性检测模块22用于检测车辆震动颠簸对检测数据产生的影响。

如图3所示，所述支撑单元4具体包括：矩形支架41、长支架42、短支架44，钢板43；所述钢板43设置在车顶，所述钢板43上设置有所述图像采集单元1、所述运动状态采集单元2和所述定位单元3；所述矩形支架41与所述钢板43垂直连接；所述长支架42分别与所述钢板43和所述矩形支架41连接，长支架42和短支架44用于支撑车顶钢板，增强整体刚度，支撑激光发射器的重量，减少钢板的动态挠度。

如图2所示，所述检测装置还包括车辆里程记录单元6，所述车辆里程记录单元6安装在轮轴上，与所述数据处理单元5连接，用于获取所述车辆的距离信息，并发送至所述数据处理单元5。

所述桥接坡沉降的状态信息具体包括桥接坡沉降的位置信息、三维形态信息和沉降距离信息，通过不同车道的检测得到整个桥接坡的状态信息。

如图4所示，所述数据处理单元具体包括：路面图像信息分析模块51、车辆运动状态信息分析模块52、桥接坡沉降的状态信息分析模块53；所述路面图像信息分析模块51，与所述图像采集单元连接1，用于分析所述路面图像信息，通过图像识别处理获得断面变形数据，提高了检测装置的精度；所述车辆运动状态信息分析模块52分别与所述运动状态采集单元2和所述定位单元3连接，用于获取所述车辆的运动状态信息和所述车辆的位置信息，通过振动及倾斜数据校正断面变形数据，通过纵向断面平滑拟合，计算桥接坡三维形态；所述桥接坡沉降的状态信息分析模块53分别与所述路面图像信息分析模块51和所述车辆运动状态信息分析模块52连接，用于获取桥接坡沉降的状态信息。

为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

如图2所示，一种车辆，所述车辆上设置有上述所述的桥接坡沉降自动检测装置。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的单元而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种桥接坡沉降自动检测装置，所述检测装置设置在车辆上，其特征在于，所述检测装置包括图像采集单元，运动状态采集单元，支撑单元，定位单元，数据处理单元；

所述支撑单元固定在车辆车尾的顶部；

所述图像采集单元与所述支撑单元连接，用于采集所述车辆运动时路面的图像信息；所述图像采集单元具体包括：第一激光器、第二激光器、摄像头；所述第一激光器和所述第二激光器固定连接在所述支撑单元的边缘；所述第一激光器垂直投射到路面；所述第二激光器倾斜投射到路面；所述摄像头固定连接在所述支撑单元上，与所述数据处理单元连接，所述摄像头的镜头与地面平行，用于获取所述路面的图像信息；

所述运动状态采集单元与所述支撑单元连接，用于获取所述车辆的运动状态信息；所述运动状态采集单元具体包括：加速度计、惯性检测模块；所述加速度计安装在所述图像采集单元上，与所述数据处理单元连接，用于检测所述车辆的振动状态数据；所述惯性检测模块安装在所述车辆内的中轴位置，与所述数据处理单元连接，用于检测所述车辆的倾斜状态数据；所述惯性检测模块还用于检测所述车辆的振动颠簸对所述倾斜状态数据产生的影响；

所述定位单元与所述支撑单元连接，所述定位单元安装在所述车辆的顶部的中心位置处，用于获取所述车辆的位置信息；

所述数据处理单元分别与所述图像采集单元、所述运动状态采集单元和所述定位单元连接，用于分析所述车辆运动时路面的图像信息，所述车辆的运动状态信息和所述车辆的位置信息，获得桥接坡沉降的状态信息；

所述桥接坡沉降的状态信息具体包括所述桥接坡沉降的位置信息、三维形态信息和沉降距离信息；分析所述路面的图像信息，通过图像识别处理获得断面变形数据，通过振动状态数据及倾斜状态数据校正断面变形数据，通过纵向断面平滑拟合，计算桥接坡三维形态。

2.根据权利要求1所述的一种桥接坡沉降自动检测装置，其特征在于，所述支撑单元具体包括：矩形支架、长支架、钢板；

所述钢板设置在车顶，所述钢板上设置有所述图像采集单元、所述运动状态采集单元和所述定位单元；

所述矩形支架与所述钢板垂直连接；

所述长支架分别与所述钢板和所述矩形支架连接。

3.根据权利要求1所述的一种桥接坡沉降自动检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括车辆里程记录单元；

所述车辆里程记录单元安装在轮轴上，与所述数据处理单元连接，用于获取所述车辆的距离信息，并发送至所述数据处理单元。

4.根据权利要求1所述的一种桥接坡沉降自动检测装置，其特征在于，所述数据处理单元具体包括：路面图像信息分析模块、车辆运动状态信息分析模块、桥接坡沉降的状态信息分析模块；

所述路面图像信息分析模块，与所述图像采集单元连接，用于分析所述路面的图像信息；

所述车辆运动状态信息分析模块分别，与所述运动状态采集单元和所述定位单元连接，用于获取所述车辆的运动状态信息和所述车辆的位置信息；

所述桥接坡沉降的状态信息分析模块分别与所述路面图像信息分析模块和所述车辆运动状态信息分析模块连接，用于获取桥接坡沉降的状态信息。

5.一种车辆，其特征在于，所述车辆上设置有根据权利要求1-4中任一项所述的桥接坡沉降自动检测装置。