CN202351162U - 一种道路路面附着系数检测装置 - Google Patents

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田学英
余曼
刘凯
高洁
朱荣荣
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Changan University
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Abstract

本实用新型公开了一种道路路面附着系数检测装置，包括一个检测盒，检测盒上有显示模块，检测盒底面粘贴有一块橡胶，在检测盒内装有控制模块、路面倾角检测模块、水平拉力检测模块、显示模块、图像采集模块、图像存储模块和电源；控制模块分别与路面倾角检测模块、水平拉力检测模块、结果显示模块、图像采集模块、图像存储模块相连接，电源模块为各个模块提供工作电压。该装置投资费用低、性能稳定、操作简单、效果好。

Description

一种道路路面附着系数检测装置
技术领域
本实用新型涉及道路路面检测领域，尤其涉及一种道路路面附着系数检测装置。
背景技术
据统计，截至2010年底，全国公路网总里程达到398.4万公里，其中高速公路通车里程达到7.4万公里，农村公路通车里程达到345万公里，极大促进和保障了我国经济社会的发展。在道路修建和使用过程中，需要对路面的质量进行检测，路面附着系数就是反映路面质量的一个重要指标。在我国主要是利用道路路面检测车来进行路面质量的检测，由于道路检测车的价格基本上在120万元左右，非常昂贵，所以使用并不普遍，只是针对高速公路和国道进行检测，乡村公路是不进行检测的，这样就造成了乡村公路的质量在修建过程中得不到及时的检测，从而出现一些“豆腐渣”公路；在公路的使用过程中，由于不能及时的检测，从而造成一些公路得不到及时的养护最终导致毁坏。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型提供一种简易的道路路面附着系数检测装置，该装置投资费用低、性能稳定、操作简单、效果好。
为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种道路路面附着系数检测装置，包括一个检测盒，其特征在于，检测盒上有显示模块，检测盒底面粘贴有一块橡胶，在检测盒内装有控制模块、路面倾角检测模块、水平拉力检测模块、显示模块、图像采集模块、图像存储模块和电源；控制模块分别与路面倾角检测模块、水平拉力检测模块、结果显示模块、图像采集模块、图像存储模块相连接，电源模块为各个模块提供工作电压。
本实用新型的其他特点是：
所述的控制模块采用飞思卡尔公司的MC9S12DSP512MAL单片机。
所述的路面倾角检测模块采用博世BMA020重力加速度传感器。
所述的显示模块采用数码管。
所述的水平拉力检测模块采用LD-600型柱式拉压力传感器。
所述的图像采集模块采用CCD单板摄像头。
所述的图像存储模块采用SanDisk公司的SD存储卡。
因此，使用本实用新型具有以下优点：
(1)现阶段所使用的道路路面检测车的价格昂贵，而且维护费用高，而使用本实用新型，费用较低，而且基本上不需要任何维护费用。
(2)操作非常的简单，只要打开电源开关，整个装置就自动开始工作，使用起来非常方便，一个人就能够顺利的完成整个检测过程。
(3)检测结果准确、一目了然。采集的图像清晰、显示的结果准确、一目了然。
(4)图像采集和存储稳定，不会出现丢帧现象。
(5)性能稳定，寿命长久。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
图2为重力加速度传感器工作原理示意图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
参照图1，本实施例给出一种道路路面附着系数检测装置的结构框图，包括一个检测盒，检测盒上有显示模块，检测盒底面粘贴有一块橡胶(轮胎胎皮)，在检测盒内装有核心处理模块、路面倾角检测模块、水平拉力检测模块、图像采集模块、图像存储模块和电源。核心处理模块分别与路面倾角检测模块、水平拉力检测模块、结果显示模块、图像采集模块、图像存储模块连接，电源为装置中其他模块提供工作所需的稳定电压。
本实施例中，控制模块采用飞思卡尔公司的MC9S12DSP512MAL单片机，该单片机的性能稳定，处理能力强，可以保证数据处理的实时性。
图像存储模块为一片SanDisk公司生产的SD卡；显示模块采用数码管。
图像采集模块采用szboass-8238型CCD单板摄像头，其扫描频率为50帧/每秒。
CCD摄像头将采集到的路面图像传入MC9S12DSP512MAL单片机，MC9S12DSP512MAL单片机将接收到的图像分析处理后，再通过MC9S12DSP512MAL单片机的SPI总线写入到SD卡中，从而实现对采集到的路面图像的临时存储，以便检测完后再导入电脑中进行查看和深度的分析、处理。也可以将采集到的原始图像保存到硬盘，方便以后需要时可以随时查看。
路面倾角检测模块采用的是BMA020重力加速度传感器，其工作原理如图2所示，其中α为路面沿水平方向的倾斜角，重力传感器的质量块由于受到重力加速度g在倾斜方向上的分量gα(gα＝g*sinα)的作用产生偏移，使重力传感器的输出电压发生变化。若重力传感器在水平状态下的输出为V0，倾角为α时的输出为Vα，且在1g加速度作用下的输出为V，则有Vα＝V/g*sin α*1g+V0，即α＝arcsin[(Vα-V0)*g/V]，将该式编程写入单片机的程序中，单片机就可以方便的求得路面水平方向的倾斜角α。水平拉力检测模块采用LD-600型柱式拉压力传感器，该传感器精度高、运行稳定、密封性好，可将拉力的大小转换为相应的0～5V的电压信号输出。
将本实用新型的道路路面附着系数检测装置放置在需要检测的道路路面上，在柱式拉力传感器的拉环上栓上一条长约2米的绳子，让检测盒底面的轮胎胎皮与路面良好接触，打开电源开关，电源开始为装置的各个模块供电，整个装置开始自动工作，由一个人在前方水平的向前拉绳子，使检测盒匀速在路面上移动，装置中的柱式拉力传感器由于受到拉力作用，会通过P3管脚向MC9S12DSP512MAL单片机传送电压信号，MC9S12DSP512MAL单片机通过将收到的电压信号标定、对比后就可以很方便的计算出水平拉力F的大小(F和胎皮与路面间的摩擦力f大小相等，方向相反)，与此同时，重力传感器通过P4管脚也向MC9S12DSP512MAL单片机传送电压信号，MC9S12DSP512MAL单片机通过分析处理就可以计算出路面的倾斜角α，有了拉力F和倾斜角α的数值，MC9S12DSP512MAL单片机就可以通过公式Φ＝F/mg sinα计算出此时的路面附着系数Φ，并将拉力F、倾斜角α和路面附着系数Φ通过P2管脚传送给显示模块中的数码管进行显示，从而可以很方便的观察到检测的结果，在检测盒移动的过程中，图像采集模块会连续不断的采集路面图像，并将采集到的图像传送给MC9S12DSP512MAL单片机，MC9S12DSP512MAL单片机将图像分析处理后，通过SPI总线写入到SD卡中存储，测试完成后，取出SD卡，将存储的图像转存到电脑硬盘中，便于对路面质量情况进行分析和查看。

Claims (5)

1.一种道路路面附着系数检测装置，包括一个检测盒，其特征在于，检测盒上有显示模块，检测盒底面粘贴有一块橡胶，在检测盒内装有控制模块、路面倾角检测模块、水平拉力检测模块、显示模块、图像采集模块、图像存储模块和电源；控制模块分别与路面倾角检测模块、水平拉力检测模块、结果显示模块、图像采集模块、图像存储模块相连接，电源模块为各个模块提供工作电压。
2.如权利要求1所述的道路路面附着系数检测装置，其特征在于，所述的控制模块采用MC9S12DSP512MAL单片机。
3.如权利要求1所述的道路路面附着系数检测装置，其特征在于，所述的路面倾角检测模块采用BMA020重力加速度传感器。
4.如权利要求1所述的道路路面附着系数检测装置，其特征在于，所述的水平拉力检测模块采用LD-600型柱式拉压力传感器。
5.如权利要求1所述的道路路面附着系数检测装置，其特征在于，所述的图像采集模块采用CCD单板摄像头。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103442342A (zh) * 2013-08-22 2013-12-11 长安大学 一种基于无线网络的摊铺机挂线基准监控器
CN109484394A (zh) * 2018-11-28 2019-03-19 奇瑞汽车股份有限公司 获取汽车安全行驶速度的系统和方法
CN113379711A (zh) * 2021-06-21 2021-09-10 吉林大学 一种基于图像的城市道路路面附着系数获取方法

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