CN109798870A - 一种井盖沉降监测装置及移动设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种井盖沉降监测装置及移动设备，井盖沉降监测装置包括移动距离检测模块、计算机、路面影像检测模块和路面横断面检测模块，移动距离检测模块和计算机均与路面影像检测模块和路面横断面检测模块连接；移动距离检测模块根据移动设备的移动情况向路面影像检测模块和路面横断面检测模块发送检测信号，以便路面影像检测模块和路面横断面检测模块根据检测信号计算出移动距离，依据移动距离采集路面影像，从路面影像中得到井盖的位置信息；路面横断面检测模块依据移动距离采集路面横断面信息，并生成三维点云数据；计算机根据位置信息和三维点云数据计算得到沉降信息。通过该井盖沉降监测装置能够自动化的获得井盖的沉降信息。

Description

一种井盖沉降监测装置及移动设备

技术领域

本发明涉及井盖沉降检测技术领域，具体而言，涉及一种井盖沉降监测方法及移动设备。

背景技术

随着我国城市化进程的不断深入，市政公共设施建设迅速发展，部分市区路政井盖直接暴露在车行道上。由于市政道路井盖工艺质量和井口支撑台施工质量参差不齐，井盖可能会出现下沉以及和路面贴合不紧的情况。车辆压过井盖时轮胎会和井盖产生碰撞，不仅会产生噪音影响居民生活，而且严重时还可能会产生安全事故，所以如何对井盖的沉降和周边路面三维数据进行自动化监测，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井盖沉降监测装置及移动设备，通过该井盖沉降监测装置能够自动化的获得井盖的沉降信息，进而能有效预警路面井盖出现较大幅度的沉降，避免出现安全隐患。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种井盖沉降监测装置，应用于移动设备上，包括移动距离检测模块、计算机、路面影像检测模块和路面横断面检测模块，移动距离检测模块和计算机均与路面影像检测模块和路面横断面检测模块电连接；移动距离检测模块用于根据移动设备的移动情况向路面影像检测模块和路面横断面检测模块发送检测信号，以便路面影像检测模块和路面横断面检测模块根据检测信号计算移动设备的移动距离；路面影像检测模块用于依据移动距离采集路面影像，并计算路面影像中的井盖的位置信息，将井盖的位置信息发送至计算机；路面横断面检测模块用于依据移动距离采集路面横断面信息，并根据路面横断面信息生成三维点云数据，将三维点云数据发送至计算机；计算机用于根据井盖的位置信息和三维点云数据计算得到井盖的沉降信息。

第二方面，本发明实施例提供了一种移动设备，包括井盖沉降监测装置，井盖沉降监测装置包括移动距离检测模块、计算机、路面影像检测模块和路面横断面检测模块，移动距离检测模块和计算机均与路面影像检测模块和路面横断面检测模块电连接；移动距离检测模块用于根据移动设备的移动情况向路面影像检测模块和路面横断面检测模块发送检测信号，以便路面影像检测模块和路面横断面检测模块根据检测信号计算移动设备的移动距离；路面影像检测模块用于依据移动距离采集路面影像，并计算路面影像中的井盖的位置信息，将井盖的位置信息发送至计算机；路面横断面检测模块用于依据移动距离采集路面横断面信息，并根据路面横断面信息生成三维点云数据，将三维点云数据发送至计算机；计算机用于根据井盖的位置信息和三维点云数据计算得到井盖的沉降信息。

本发明实施例提供的井盖沉降监测装置及移动设备的有益效果是：通过移动距离检测模块根据移动设备的移动情况向路面影像检测模块和路面横断面检测模块发送检测信号，以便路面影像检测模块和路面横断面检测模块根据检测信号计算移动设备的移动距离；路面影像检测模块依据移动距离采集路面影像，并计算路面影像中的井盖的位置信息；路面横断面检测模块依据移动距离采集路面横断面信息，并根据路面横断面信息生成三维点云数据；计算机根据井盖的位置信息和三维点云数据计算得到井盖的沉降信息。利用自动化的井盖沉降检测装置替代人工手动测量，大大提高了检测效率和安全性，使检测结果更加客观准确，还能有效预警路面井盖出现较大幅度的沉降，避免出现安全隐患；且装置中各个模块高度集成，提高了井盖沉降检测装置的稳定性和集成度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的第一种井盖沉降监测装置的结构框图；

图2为本发明实施例提供的井盖沉降监测装置的路面影像检测模块的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的井盖沉降监测装置的第一同步板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的井盖沉降监测装置的路面横断面检测模块的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的井盖沉降监测装置的第二同步板的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的第二种井盖沉降监测装置的结构框图。

图标：10-井盖沉降监测装置；11-路面影像检测模块；111-第一相机；112-第一工控机；113-第一同步板；1131-第一处理芯片；1132-第一通信单元；1133-第一信号转换单元；114-第一激光器；115-第一电源板；12-路面横断面检测模块；121-第二相机；122-第二工控机；123-第二同步板；1231-第二处理芯片；1232-第二通信单元；1233-第二信号转换单元；124-第二激光器；125-IMU惯导；126-第二电源板；13-移动距离检测模块；14-计算机；15-路由器；16-分线盒；17-电源；18-蓄电池。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，为本发明实施例提供的一种可实施的井盖沉降监测装置10的结构框图，该井盖沉降监测装置10应用于移动设备上，井盖沉降监测装置10包括移动距离检测模块13、计算机14、路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12，移动距离检测模块13和计算机14均与路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12电连接。

在本实施例中，移动距离检测模块13用于根据移动设备的移动情况向路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12发送检测信号，以便路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12根据检测信号计算移动设备的移动距离；路面影像检测模块11用于依据移动距离采集路面影像，并计算路面影像中的井盖的位置信息，将井盖的位置信息发送至计算机14；路面横断面检测模块12用于依据移动距离采集路面横断面信息，并根据路面横断面信息生成三维点云数据，将三维点云数据发送至计算机14；计算机14用于根据井盖的位置信息和三维点云数据计算得到井盖的沉降信息。

可以理解，当移动设备为汽车时，移动距离检测模块13安装在汽车的车轮的轮轴上，路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12均安装在汽车的外壳的尾部，计算机14设置在汽车的外壳内部。那么移动设备的移动情况可以理解为：汽车的车轮的旋转角度大小。例如，当车轮的旋转角度为360°时，移动距离检测模块13则会向路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12发送检测信号。

在本实施例中，移动距离检测模块13可以为编码器，移动距离检测模块13还可以为角度传感器，在本实施例中不做限定。当移动距离检测模块13为编码器时，若汽车的车轮的旋转角度为360°，编码器则会向路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12发送脉冲信号(即检测信号)；路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12根据接收的脉冲信号的脉冲数与车轮的周长计算得到汽车的移动距离。

如图2所示，为图1所示的路面影像检测模块11的一种可实施的结构框图。路面影像检测模块11包括第一相机111、第一工控机112、第一同步板113和第一激光器114，第一相机111与第一同步板113和第一工控机112均电连接，第一同步板113还与移动距离检测模块13和第一激光器114均电连接，第一工控机112还与计算机14电连接。

在本实施例中，第一同步板113用于根据检测信号计算移动设备的移动距离，在移动距离符合井盖沉降监测条件时，向第一相机111和第一激光器114发送第一触发信号；第一激光器114用于在第一触发信号的触发下发射激光线；第一相机111用于在第一触发信号的触发下利用激光线采集得到路面影像，并将路面影像发送至第一工控机112；第一工控机112用于计算路面影像中的井盖的位置信息，并将井盖的位置信息发送至计算机14。

可以理解，第一工控机112还与第一同步板113电连接，工作人员可以向计算机14录入检测路段信息、检测参数和外业采集打标记录，计算机14则用于将检测路段信息、检测参数和外业采集打标记录发送至第一工控机112；第一工控机112将检测参数发送至第一同步板113，第一同步板113将移动距离与检测参数进行匹配，若移动距离与检测参数匹配，第一同步板113向第一相机111和第一激光器114发送第一触发信号。其中，检测路段信息可以为检测路段的路面里程碑距离，检测参数可以为采样间距，外业采集打标记录可以为检测路段上的减速带、大坑等记录，井盖沉降监测条件可以为移动距离等于采样间距。

在本实施例中，第一相机111可以采用黑白工业线阵CCD相机，根据第一同步板113发送的第一触发信号开始拍照，采集得到路面影像并发送至第一工控机112。第一激光器114在第一触发信号的触发下处于常亮模式，发射出激光线，为第一相机111提供照明光源。

在本实施例中，第一工控机112将已经做好的区域标签的若干个包含井盖的路面图像输入深度学习网络训练井盖自动识别模型，第一工控机112将第一相机111发送的路面影像输入训练好的井盖自动识别模型自动识别井盖在路面影像中的区域位置，生成井盖的位置信息。

进一步地，在本实施例中，路面影像检测模块11还包括第一电源板115，第一电源板115与第一相机111、第一工控机112、第一同步板113和第一激光器114均电连接，用于为第一相机111、第一工控机112、第一同步板113和第一激光器114提供工作电压。

请参照图3，为图2所示的第一同步板113的一种可实施的结构框图，第一同步板113包括第一处理芯片1131和第一通信单元1132，第一处理芯片1131通过第一通信单元1132与移动距离检测模块13电连接，第一处理芯片1131与第一相机111和第一激光器114均电连接。

第一通信单元1132用于接收检测信号，并将检测信号发送至第一处理芯片1131；第一处理芯片1131根据检测信号计算移动设备的移动距离，在移动距离符合井盖沉降监测条件时，向第一相机111和第一激光器114发送第一触发信号。

可以理解，第一处理芯片1131还与第一工控机112电连接，第一处理芯片1131先接收第一工控机112发送的检测参数，再根据检测信号计算出移动设备的移动距离，将移动距离与检测参数进行匹配，若移动距离与检测参数匹配，第一处理芯片1131向第一相机111和第一激光器114发送第一触发信号。

进一步地，在本实施例中，第一同步板113还包括第一信号转换单元1133，第一处理芯片1131通过第一信号转换单元1133与第一相机111和第一激光器114均电连接。第一信号转换单元1133用于对第一触发信号进行电平转换。

可以理解，若第一处理芯片1131发送至第一信号转换单元1133的第一触发信号为TTL电平(例如，5V)，而能够触发第一相机111和第一激光器114工作的触发信号为LVTTL电平(例如，3.3V)，那么第一信号转换单元1133可以将TTL电平转换为LVTTL电平。第一信号转换单元1133可以为DC-DC电压转换模块。

在本实施例中，第一处理芯片1131可以采用FPGA芯片；第一通信单元1132包括UART串口通信单元和RS422通信单元，第一处理芯片1131通过RS422通信单元与移动距离检测模块13电连接，第一处理芯片1131通过UART串口通信单元与第一工控机112电连接。RS422通信单元接收移动距离检测模块13发送的检测信号，并将检测信号发送至第一处理芯片1131，其中检测信号为差分信号。UART串口通信单元用于向第一处理芯片1131发送第一工控机112发送的检测参数以及工作模式指令。

进一步地，在本实施例中，第一同步板113还包括第一存储器，第一存储器用于存储第一工控机112发送的检测参数和工作模式指令，以保证移动设备断电后在上电能够按照设定好的参数或工作模式工作。

请参照图4，为图1所示的路面横断面检测模块12的一种可实施的结构框图，路面横断面检测模块12包括第二相机121、第二工控机122、第二同步板123和第二激光器124，第二相机121与第二同步板123和第二工控机122均电连接，第二同步板123还与移动距离检测模块13和第二激光器124均电连接，第二工控机122还与计算机14电连接。

在本实施例中，第二同步板123用于根据检测信号计算移动设备的移动距离，在移动距离符合井盖沉降监测条件时，向第二相机121和第二激光器124发送第二触发信号；第二激光器124用于在第二触发信号的触发下发射激光线；第二相机121用于在第二触发信号的触发下利用激光线采集得到路面横断面信息，并将路面横断面信息发送至第二工控机122；第二工控机122用于根据路面横断面信息生成三维点云数据，将三维点云数据发送至计算机14。

可以理解，第二工控机122还与第二同步板123电连接，计算机14将录入的检测路段信息、检测参数和外业采集打标记录发送至第二工控机122；第二工控机122将检测参数发送至第二同步板123，第二同步板123将移动距离与检测参数进行匹配，若移动距离与检测参数匹配，第二同步板123向第二相机121和第二激光器124发送第二触发信号。其中，井盖沉降监测条件可以为移动距离等于检测参数。

在本实施例中，第二相机121可以采用3D相机，3D相机采用线结构光检测原理，利用第二激光器124发射在路面上的激光线在3D相机的CCD上成像位置来检测路面横断面信息，并将里面横断面信息发送至第二工控机122。其中，路面横断面信息可以理解为检测道路横断面曲线信息。第二激光器124在第二触发信号的触发下处于常亮模式，发射出激光线，为第二相机121提供照明光源。

进一步地，在本实施例中，路面横断面检测模块12还包括IMU惯导125，IMU惯导125与第二工控机122电连接。

IMU惯导125用于检测移动设备的行驶姿态信息，并将行驶姿态信息发送至第二工控机122；第二工控机122还用于根据行驶姿态信息对路面横断面信息进行校正，并根据校正后的路面横断面信息生成三维点云数据。

可以理解，当移动设备在加减速和转弯等移动状态时，由于移动设备发生倾斜，会导致第二相机121采集到的路面横断面信息存在误差。利用IMU惯导125检测移动设备的行驶姿态信息，通过组合导航算法对路面横断面信息进行校正，去除移动设备由于加减速和转弯等原因导致原始路面三维横断面拼接起伏错乱不平，而引起断面高低差计算误差大的影响，最终生成三维点云数据。

其中，IMU惯导125包括陀螺仪和加速度计，陀螺仪和加速度计用于检测移动设备的角运动信息和线运动信息，根据角运动信息和线运动信息解算出移动设备的行驶姿态信息。

进一步地，在本实施例中，路面横断面检测模块12还包括第二电源板126，第二电源板126与第二相机121、第二工控机122、第二同步板123、第二激光器124和IMU惯导125均电连接，用于为第二相机121、第二工控机122、第二同步板123、第二激光器124和IMU惯导125提供工作电压。

请参照图5，为图4所示的第二同步板123的一种可实施的结构框图，第二同步板123包括第二处理芯片1231和第二通信单元1232，第二处理芯片1231通过第二通信单元1232与移动距离检测模块13电连接，第二处理芯片1231与第二相机121和第二激光器124均电连接。

第二通信单元1232用于接收检测信号，并将检测信号发送至第二处理芯片1231；第二处理芯片1231用于根据检测信号计算移动设备的移动距离，在移动距离符合井盖沉降监测条件时，向第二相机121和第二激光器124发送第二触发信号。

可以理解，第二处理芯片1231还与第二工控机122电连接，第二处理芯片1231先接收第二工控机122发送的检测参数，再根据检测信号计算出移动设备的移动距离，将移动距离与检测参数进行匹配，若移动距离与检测参数匹配，第二处理芯片1231向第二相机121和第二激光器124发送第二触发信号。

进一步地，在本实施例中，第二同步板123还包括第二信号转换单元1233，第二处理芯片1231通过第二信号转换单元1233与第二相机121和第二激光器124均电连接。第二信号转换单元1233用于对第二触发信号进行电平转换。

可以理解，若第二处理芯片1231发送至第二信号转换单元1233的第二触发信号为TTL电平(例如，5V)，而能够触发第二相机121和第二激光器124工作的触发信号为LVTTL电平(例如，3.3V)，那么第二信号转换单元1233可以将TTL电平转换为LVTTL电平。第二信号转换单元1233可以为DC-DC电压转换模块。

在本实施例中，第二处理芯片1231也可以采用FPGA芯片；第二通信单元1232包括UART串口通信单元和RS422通信单元，第二处理芯片1231通过RS422通信单元与移动距离检测模块13电连接，第二处理芯片1231通过UART串口通信单元与第二工控机122电连接。RS422通信单元接收移动距离检测模块13发送的检测信号，并将检测信号发送至第二处理芯片1231，其中检测信号为差分信号。UART串口通信单元用于向第二处理芯片1231发送第二工控机122发送的检测参数以及工作模式指令。

进一步地，在本实施例中，第二同步板123还包括第二存储器，第二存储器用于存储第二工控机122发送的检测参数和工作模式指令，以保证移动设备断电后在上电能够按照设定好的参数或工作模式工作。

进一步地，请参照图6，为井盖沉降监测装置10的另一种可实施的结构框图，该实施方式在图1所示的实施方式的基础上还包括电源17、蓄电池18、分线盒16和路由器15，电源17与蓄电池18并联，蓄电池18与移动距离检测模块13、计算机14、路面影像检测模块11、路面横断面检测模块12均电连接，移动距离检测模块13通过分线盒16与路面影像检测模块11、路面横断面检测模块12均电连接，计算机14通过路由器15与路面影像检测模块11、路面横断面检测模块12均电连接，电源17还与移动设备的发动机电连接。

电源17为移动设备的发动机电池，除了用于为移动设备转换为动力外，还给井盖沉降监测装置10提供能量；在移动设备的发动机启动时，则由蓄电池18为井盖沉降监测装置10提供能量；分线盒16用于将移动距离检测模块13输出的一路检测信号分为两路检测信号，并将两路检测信号分别发送至路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12；路由器15用于将路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12与计算机14建立通信，实现井盖沉降监测装置10的数据共享访问，提高了井盖沉降监测装置10的扩展性和灵活性。

在本实施例中，计算机14对路面影像检测模块11获得的井盖的位置信息和路面横断面检测模块12获得的三维点云数据进行实时处理，当路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12向计算机14发送一帧数据过来时，计算机14立马就对该帧数据进行处理计算得到井盖的沉降信息，并将根据每一帧位置信息和三维点云数据计算得到的沉降信息，生成整个检测路段上所有井盖的位置和沉降信息检测报表。可以理解，计算机14根据井盖的位置信息在三维点云数据中生成兴趣区域，对该兴趣区域内所有断面进行分析，计算出该兴趣区域内每个断面最高点和最低点之间高度差的绝对值的平均值，将该平均值作为井盖的沉降信息。

同时，计算机14还接收并显示第一工控机112发送的路面影像和第二工控机122发送的路面横断面信息，具备路面影像和路面横断面信息同步浏览、查询和测量的功能。还接收第一同步板113和第二同步板123计算出来的移动距离，并根据移动距离计算出移动设备的移动速度以及里程桩号。

在另一种实施例中，路面影像检测模块11采集到的路面影像，以及路面横断面检测模块12采集到的路面横断面信息和行驶姿态信息，不会实时传输至计算机14，而是将整个检测路段的路面影像、路面横断面信息和行驶姿态信息采集完成后生成文件夹，可以通过局域网将路面影像文件夹、路面横断面信息文件夹和行驶姿态信息文件夹共享至计算机14，也可以拷贝至计算机14，计算机14得到整个检测路段的路面影像、路面横断面信息和行驶姿态信息后再进行计算处理得到井盖的沉降信息。

可以理解，路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12只进行数据采集工作，而对数据进行处理计算则全由计算机14完成。本实施例所示的井盖沉降监测装置10与上述实施例所示的井盖沉降监测装置10的区别在于路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12的结构不同，在上述实施例所示的路面影像检测模块11和路面横断面检测模块12的基础上，本实施例所示的路面影像检测模块11还包括第一GPS天线，第一同步板113还包括第一GPS芯片和第一晶振时钟，第一通信单元1132还包括RS232通信单元；本实施例所示的路面横断面检测模块12还包括第二GPS天线、第三GPS天线，第二同步板123还包括第二GPS芯片和第二晶振时钟，第二通信单元1232还包括RS232通信接口。

其中，第一GPS芯片与第一GPS天线和第一处理芯片1131均电连接，第一处理芯片1131通过RS232通信单元和UART串口通信单元与第一工控机112电连接，第一处理芯片1131还与第一晶振时钟电连接。第一GPS天线用于获取第一GPS信息，并将第一GPS信息发送至第一GPS芯片；第一GPS芯片用于对第一GPS信息进行处理，并将处理后的第一GPS信息发送至第一处理芯片1131；第一处理芯片1131根据处理后的第一GPS信息得到第一时间信息和第一定位信息，并通过RS232通信单元和UART串口通信单元将第一时间信息和第一定位信息发送至第一工控机112；第一工控机112还用于将第一时间信息与路面影像进行同步关联得到同步路面影像，并将同步路面影像传输至计算机14。

在本实施例中，第一GPS芯片将第一GPS天线接收的第一GPS信息进行信号放大、过滤噪声、降频及基频处理后，得到便于第一处理芯片1131处理的处理后的第一GPS信息，第一处理芯片1131根据处理后的第一GPS信息控制第一晶振时钟进行内部时钟计时获得第一时间信息，第一处理芯片1131还从处理后的第一GPS信息中提取出第一定位信息，第一处理芯片1131通过RS232通信单元将第一定位信息发送至第一工控机112，第一处理芯片1131通过UART串口通信单元将第一时间信息发送至第一工控机112。其中，第一定位信息为移动设备所处的经纬度信息。

第二GPS芯片与第二GPS天线和第二处理芯片1231均电连接，第二处理芯片1231通过RS232通信单元和UART串口通信单元与第二工控机122电连接，第二处理芯片1231还与第二晶振时钟电连接，第三GPS天线与IMU惯导125电连接。第二GPS天线用于获取第二GPS信息，并将第二GPS信息发送至第二GPS芯片；第二GPS芯片用于对第二GPS信息进行处理，并将处理后的第二GPS信息发送至第二处理芯片1231；第二处理芯片1231根据处理后的第二GPS信息得到第二时间信息和第二定位信息，并通过RS232通信单元和UART串口通信单元将第二时间信息和第二定位信息发送至第二工控机122；第二工控机122还用于将第二时间信息与路面横断面信息进行同步关联得到同步路面横断面信息，并将同步路面横断面信息传输至计算机14。第三GPS天线用于获取第三GPS信息，并将第三GPS信息发送至IMU惯导125；IMU惯导125用于根据第三GPS信息得到第三时间信息，并将第三时间信息与行驶姿态信息进行同步关联得到同步行驶姿态信息，将同步行驶姿态信息发送至第二工控机122，第二工控机122将同步行驶姿态信息传输至计算机14。

在本实施例中，计算机14根据同步路面影像中的第一时间信息、同步路面横断面信息中的第二时间信息、同步行驶姿态信息中的第三时间信息进行同步关联，以此保证计算机14进行计算的同步路面影像、同步路面横断面信息和同步行驶姿态信息为同一井盖处的相关信息，确保计算机14计算得到的沉降信息的准确性。计算机14再将同步路面影像输入训练好的井盖自动识别模型自动识别井盖在同步路面影像中的区域位置，生成井盖的位置信息；然后利用同步行驶姿态信息对同步路面横断面信息进行校正，生成三维点云数据；最后根据井盖的位置信息在三维点云数据中生成兴趣区域，对该兴趣区域内所有断面进行分析，计算出该兴趣区域内每个断面最高点和对低点之间高度差的绝对值的平均值，将该平均值作为井盖的沉降信息。

综上所述，通过移动距离检测模块根据移动设备的移动情况向路面影像检测模块和路面横断面检测模块发送检测信号，以便路面影像检测模块和路面横断面检测模块根据检测信号计算移动设备的移动距离；路面影像检测模块依据移动距离采集路面影像，并计算路面影像中的井盖的位置信息；路面横断面检测模块依据移动距离采集路面横断面信息，并根据路面横断面信息生成三维点云数据；计算机根据井盖的位置信息和三维点云数据计算得到井盖的沉降信息。利用自动化的井盖沉降检测装置替代人工手动测量，大大提高了检测效率和安全性，使检测结果更加客观准确，还能有效预警路面井盖出现较大幅度的沉降，避免出现安全隐患；且装置中各个模块高度集成，提高了井盖沉降检测装置的稳定性和集成度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井盖沉降监测装置，应用于移动设备上，其特征在于，包括移动距离检测模块、计算机、路面影像检测模块和路面横断面检测模块，所述移动距离检测模块和所述计算机均与所述路面影像检测模块和所述路面横断面检测模块电连接；

所述移动距离检测模块用于根据所述移动设备的移动情况向所述路面影像检测模块和所述路面横断面检测模块发送检测信号，以便所述路面影像检测模块和所述路面横断面检测模块根据所述检测信号计算所述移动设备的移动距离；

所述路面影像检测模块用于依据所述移动距离采集路面影像，并计算所述路面影像中的井盖的位置信息，将所述井盖的位置信息发送至所述计算机；

所述路面横断面检测模块用于依据所述移动距离采集路面横断面信息，并根据所述路面横断面信息生成三维点云数据，将所述三维点云数据发送至所述计算机；

所述计算机用于根据所述井盖的位置信息和所述三维点云数据计算得到所述井盖的沉降信息。

2.根据权利要求1所述的井盖沉降监测装置，其特征在于，所述路面影像检测模块包括第一相机、第一工控机、第一同步板和第一激光器，所述第一相机与所述第一同步板和所述第一工控机均电连接，所述第一同步板还与所述移动距离检测模块和所述第一激光器均电连接，所述第一工控机还与所述计算机电连接；

所述第一同步板用于根据所述检测信号计算所述移动设备的移动距离，在所述移动距离符合井盖沉降监测条件时，向所述第一相机和所述第一激光器发送第一触发信号；

所述第一激光器用于在所述第一触发信号的触发下发射激光线；

所述第一相机用于在所述第一触发信号的触发下利用所述激光线采集得到所述路面影像，并将所述路面影像发送至所述第一工控机；

所述第一工控机用于计算所述路面影像中的所述井盖的位置信息，并将所述井盖的位置信息发送至所述计算机。

3.根据权利要求2所述的井盖沉降监测装置，其特征在于，所述第一同步板包括第一处理芯片和第一通信单元，所述第一处理芯片通过所述第一通信单元与所述移动距离检测模块电连接，所述第一处理芯片与所述第一相机和所述第一激光器均电连接；

所述第一通信单元用于接收所述检测信号，并将所述检测信号发送至所述第一处理芯片；

所述第一处理芯片根据所述检测信号计算所述移动设备的移动距离，在所述移动距离符合井盖沉降监测条件时，向所述第一相机和所述第一激光器发送第一触发信号。

4.根据权利要求3所述的井盖沉降监测装置，其特征在于，所述第一同步板还包括第一信号转换单元，所述第一处理芯片通过所述第一信号转换单元与所述第一相机和所述第一激光器均电连接；

所述第一信号转换单元用于对所述第一触发信号进行电平转换。

5.根据权利要求1所述的井盖沉降监测装置，其特征在于，所述路面横断面检测模块包括第二相机、第二工控机、第二同步板和第二激光器，所述第二相机与所述第二同步板和所述第二工控机均电连接，所述第二同步板还与所述移动距离检测模块和所述第二激光器均电连接，所述第二工控机还与所述计算机电连接；

所述第二同步板用于根据所述检测信号计算所述移动设备的移动距离，在所述移动距离符合井盖沉降监测条件时，向所述第二相机和所述第二激光器发送第二触发信号；

所述第二激光器用于在所述第二触发信号的触发下发射激光线；

所述第二相机用于在所述第二触发信号的触发下利用所述激光线采集得到所述路面横断面信息，并将所述路面横断面信息发送至所述第二工控机；

所述第二工控机用于根据所述路面横断面信息生成三维点云数据，将所述三维点云数据发送至所述计算机。

6.根据权利要求5所述的井盖沉降监测装置，其特征在于，所述路面横断面检测模块还包括IMU惯导，所述IMU惯导与所述第二工控机电连接；

所述IMU惯导用于检测所述移动设备的行驶姿态信息，并将所述行驶姿态信息发送至所述第二工控机；

所述第二工控机还用于根据所述行驶姿态信息对所述路面横断面信息进行校正，并根据校正后的路面横断面信息生成所述三维点云数据。

7.根据权利要求5所述的井盖沉降监测装置，其特征在于，所述第二同步板包括第二处理芯片和第二通信单元，所述第二处理芯片通过所述第二通信单元与所述移动距离检测模块电连接，所述第二处理芯片与所述第二相机和所述第二激光器均电连接；

所述第二通信单元用于接收所述检测信号，并将所述检测信号发送至所述第二处理芯片；

所述第二处理芯片用于根据所述检测信号计算所述移动设备的移动距离，在所述移动距离符合井盖沉降监测条件时，向所述第二相机和所述第二激光器发送第二触发信号。

8.根据权利要求7所述的井盖沉降监测装置，其特征在于，所述第二同步板还包括第二信号转换单元，所述第二处理芯片通过所述第二信号转换单元与所述第二相机和所述第二激光器均电连接；

所述第二信号转换单元用于对所述第二触发信号进行电平转换。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的井盖沉降监测装置，其特征在于，所述移动距离检测模块为编码器。

10.一种移动设备，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的井盖沉降监测装置。