CN201424620Y - 绿激光路面车辙路形检测系统 - Google Patents

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贺安之
贺宁
徐有仁
宋暘
贺斌
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Abstract

本实用新型公开了一种绿激光路面车辙路形检测系统，包括载体车，激光光源，高分辨高频率数值CCD摄像机，计算机数据采集控制与处理装置，数值里程控制器；激光光源为瓦级功率的532nm连续绿激光光源，该光源设置于载体车的底盘下部，并在光源前方设置可将其一维扩展为扇形光束的棱镜。高分辨高频率数值CCD摄像机安装于车后壁上部，该摄像机分别与计算机数据采集控制与处理装置和数值里程控制器连接，将采集到的数据传输给计算机数据采集控制与处理装置，并且摄像机的曝光受数值里程控制器的控制。本实用新型可安全准确的检测路面车辙与路面变形并且可按里程控制对路面连续进行任意间隔断面测量，并实现对路面变形破损的三维检测。

Description

绿激光路面车辙路形检测系统
技术领域
本实用新型涉及一种路面检测系统，特别是一种绿激光路面车辙路形检测系统。
背景技术
随着高等级公路和高速公路的快速发展，要求有高速实时检测技术，在不影响正常交通情况下进行高速高效的路面高程起伏状况、平整度、车辙和裂缝，坑槽等病害及细观不平度纹理等参数的智能检测。高速公路路面的不平度和由于固定车道交通形成的车辙，不仅引起车体颠簸，不舒适，而且会加速车辆的损伤，甚至引起交通事故，因此国际上一直把高速公路的纵向平整度，横向车辙及病害三个路面参数作为路面维修时机和方式的基本决策依据。
为解决车辙和路面变形的全车道高速检测，南京理工大学的贺安之等人早在2003年就提出专利申请号为03113468.8的路面状况激光三维智能检测车，该方案采用红外扇形激光对路面断面进行扫描并得到路面的断面曲线，经处理后最终得到平均车辙深度和车辙长度。但是，由于白天太阳红外辐射干扰很强，实现该方案的设备只能在晚上工作。为提高检测效率，解决路面车辙日夜全天检测问题，国外设计了一种能够对路面车辙能进行日夜检测的绿激光车载检测系统，该系统采用两组片状高功率高亮度脉冲绿激光分别照明半个路面车道，经数据处理后将两个半车道的断面拼合形成路面车辙断面线曲线，该系统很好的解决了在太阳光干扰下的白天检测问题。但是该系统使用的脉冲绿激光的功率高达脉冲几十万瓦，甚至百万瓦以上，对人眼产生很严重的安全威胁。并且存在着两个半车道断面拼合成一个全车道断面会存在不共面带来的误差。固定频率的脉冲激光作为光源不能实现任意断面间隔采样，影响了对路面的三维路形测试。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种安全、准确的绿激光路面全车道车辙路形检测系统。
实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种绿激光路面车辙路形检测系统，包括载体车，激光光源，高分辨高频率数值CCD摄像机，计算机数据采集控制与处理装置，数值里程控制器；激光光源为瓦级功率的532nm连续绿激光光源，该光源设置于载体车的底盘下部，并在光源前方设置可将激光一维扩展为扇形光束的棱镜。高分辨高频率数值CCD摄像机安装于车后壁上部，该CCD摄像机分别与计算机数据采集控制与处理装置和数值里程控制器连接，将采集到的数据传输给计算机数据采集控制与处理装置，并且摄像机的曝光受数值里程控制器的控制。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点：1)安全；采用较低功率的连续绿激光(功率为瓦级并且不到国外脉冲激光功率的万分之一)并进行大尺度一维扩束，保证可能达到人眼的绿激光小于人眼的损伤阈值，并克服了国外在车尾后部高位安装易造成人眼损伤的缺点，设计将激光光源安装于车体底盘下部，不可能达到人眼，解决了现有绿激光的不安全问题；2)准确；设计单片绿激光形成连续的全车道车辙曲线，克服国外现有技术存在的双片光两半车道拼合产生的误差；3)可连续进行任意间隔断面测量；CCD系统采样受里程控制计控制，可按里程控制对路面连续进行任意间隔断面测量，克服现有脉冲激光有限脉冲频率的限制，并实现对路面变形破损(如拥包，坑槽，沉降等)的三维检测。本实用新型保持利用绿激光照明可实现日夜检测的优点，并克服高功率绿激光的对安全威胁的缺点，并解决目前绿激光检测尚存在的其它问题，选择连续工作方式，功率中等的绿激光保证扇形扩束后对人眼安全，并精心设计绿激光在低位传输和安全安装，保证不可直射到人眼，形成新的安全绿激光路面车辙检测系统。
附图说明
附图为本实用新型的绿激光路面车辙路形检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
本实用新型的绿激光路面车辙路形检测系统，包括载体车1，激光光源2，高分辨高频率数值CCD摄像机3，计算机数据采集控制与处理装置4，数值里程控制器5；激光光源2为瓦级功率的532nm连续绿激光光源，该光源设置于载体车1的底盘下部，并在光源前方设置可将激光一维扩展为扇形光束的棱镜，光源以低于30度投射于车后壁附近路面形成路面断面曲线6。高分辨高频率数值CCD摄像机3安装于车后壁上部，该CCD摄像机分别与计算机数据采集控制与处理装置4和数值里程控制器5连接，将采集到的数据传输给计算机数据采集控制与处理装4，并且摄像机的曝光受数值里程控制器5的控制。可按里程控制对路面连续进行任意间隔断面测量，克服现有脉冲激光有限脉冲频率的限制，并实现对路面变形破损(如拥包，坑槽，沉降等)的三维检测。计算机数据采集控制与处理装置4和数值里程控制器5相连接。
下面结合实施例对本实用新型做进一步的描述，
实施例：采用功率为一瓦，波长为532nm的连续绿激光，用棱镜(或柱面透镜)一维扩束成为扇形光束，扇张角为90度，扇形激光固定于载体车底部箱体平台，光源离地面高300毫米。以小于30度投射车体后路面，扇形光束和路面切交形横向宽为车道宽的横断面线激光图形，横向宽度大于3.5米，用数值高分辨工业CCD(1280*1024面阵)探测，用里程控制计外触发对路面进行全车道任意间隔采样，最终的测量结果中，车辙深度测量精度达1毫米，并能给出路面三维形貌与车辙长度以计算路面破损状况指数(PCI)。

Claims (2)

1、一种绿激光路面车辙路形检测系统，包括载体车[1]，激光光源[2]，高分辨高频率数值CCD摄像机[3]，计算机数据采集控制与处理装置[4]，数值里程控制器[5]；其特征在于，激光光源[2]为瓦级功率的532nm连续绿激光光源，该光源设置于载体车[1]的底盘下部，并在光源前方设置可将激光一维扩展为扇形光束的棱镜。
2、根据权利要求1所述的绿激光路面车辙路形检测系统，其特征在于，高分辨高频率数值CCD摄像机[3]安装于车后壁上部，该CCD摄像机分别与计算机数据采集控制与处理装置[4]和数值里程控制器[5]连接。
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Assignor: Nanjing University of Science and Technology

Contract record no.: 2011320000189

Denomination of utility model: Green laser pavement track road shape detecting system

Granted publication date: 20100317

License type: Exclusive License

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Granted publication date: 20100317

Termination date: 20150120

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