DE10225006A1 - Verfahren zur Erfassung der Oberfläche einer Fahrbahn - Google Patents
Verfahren zur Erfassung der Oberfläche einer FahrbahnInfo
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- G01C7/02—Tracing profiles of land surfaces
- G01C7/04—Tracing profiles of land surfaces involving a vehicle which moves along the profile to be traced
Abstract
Description
Linearer Verlauf des Fahrbahnquerschnittes
Fahrbahnneigung in Längsrichtung
Fahrbahnneigung in Querrichtung
Absolute Höhe der Fahrbahnoberfläche, z. B. wichtig für die Frage der Schnee- oder Eisbildung
Farbe + Zahlen
Farbe + Isolinien (Linien gleicher Höhe)
Farbe + Schummerung, wobei das Querprofil durch Farbe und die absolute Höhe durch Schummerung dargestellt wird.
- - Der CCD-Kamera 19 mit mittlerer Auflösung und einer spektralen Sensitivität vom sichtbaren Licht bis ins nahe Infrarot
- - ein Trigger (zur synchronen Bildaufnahme)
- - eine Hochgeschwindigkeits-Bilderzeugung (Framegrabber)
- - eine zusätzliche Infrarotbeleuchtung
- - eine Schnittstelle zur Zentralen Prozessoreinheit 14
Claims (18)
die Fahrbahn mit einem Fahrzeug in einer vorgegebenen Fahrtrichtung befahren wird,
an dem Fahrzeug ein Scanner, bestehend aus Laserstrahlemittor und Laserstrahl-Empfänger über und mit Abstand zu der Oberfläche angeordnet ist,
Laserstrahlen auf die Fahrbahn gerichtet werden,
der Laserstrahl-Empfänger die von der Oberfläche diffus reflektierten Laserstrahlen erkennt und Empfangssignale erzeugt,
durch Umformung der Empfangssignale in einem Datenprozessor Signale erzeugt werden, welche die Lageänderung der Oberfläche und Unebenmäßigkeiten der Oberfläche repräsentieren (Oberflächensignal),
der Laserstrahlemittor eine wiederkehrenden Bewegung in einer Abtastebene quer zur Fahrtrichtung ausführt;
Kennzeichen:
Der an einer festen Stelle des Fahrzeugs montierte Scanner und insbesondere der Laserstrahlemittor führt in der Abtastebene (Pendelebene) eine Pendelbewegung mit vorgegebener Winkelgeschwindigkeit über einen vorgegebenen Öffnungswinkel aus;
Die Laserstrahlen werden impulsweise mit vorgegebener Frequenz (Laserstrahlpuls) derart erzeugt, daß in der Abtastebene (Pendelebene) bei der Pendelbewegung des Scanners in vorgegebenen Winkelschritten jeweils ein Laserstrahlpuls erfolgt;
Aus dem Empfangssignale des Laserstrahl-Empfängers wird die Dauer zwischen der Erzeugung jedes Laserstrahlpulses und dem Empfang des an der Oberfläche reflektierten Laserstrahls (Laufzeit) ermittelt;
Zur Ermittlung des Oberflächensignals wird die Laufzeit korrigiert mit dem Winkel zwischen einer festliegenden Linie und dem jeweiligen Laserstrahlpuls.
Kennzeichen:
Als festliegende Linie ist die Linie des kürzesten Abstandes des Scanners zur Fahrbahn gewählt.
als festliegende Linie eine Linie gewählt ist, welche dem Fahrzeug, insbesondere dem Fahrzeug in seiner Ausgangslage zugeordnet ist.
Kennzeichen:
die Abweichung der Neigung der Pendelebene von ihrer zu Beginn der Meßfahrt aufgenommenen Lage und/oder vorzugsweise die Abweichung der geringsten Neigung der Pendelebene zur Lotrechten wird in die Korrekturrechnung zur Ermittlung des Oberflächensignals einbezogen.
die Fahrbahn mit einem Fahrzeug in einer vorgegebenen Fahrtrichtung befahren wird,
an dem Fahrzeug ein Scanner, bestehend aus Laserstrahlemittor und Laserstrahl-Empfänger über und mit Abstand zu der Oberfläche angeordnet ist,
der Laserstrahl mit vorgegebener Frequenz impulsweise (Laserstrahlpuls) auf die Fahrbahn gerichtet wird,
der Laserstrahl-Empfänger die von der Oberfläche diffus reflektierten Laserstrahlen erkennt und Empfangssignale erzeugt,
durch Umformung der Empfangssignale des Laserstrahl-Empfängers in einem Datenprozessor Signalen erzeugt werden, welche die Lageänderung der Oberfläche und Unebenmäßigkeiten der Oberfläche repräsentieren (Oberflächensignal),
wobei der Laserstrahlemittor eine wiederkehrenden Bewegung in einer Abtastebene quer zur Fahrtrichtung ausführt;
insbesondere Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5;
Kennzeichen:
bei der Meßfahrt wird die Position des Scanners synchron zur Erzeugung der Laserstrahlpulse laufend fortgeschrieben (Istposition);
Die in dem Datenprozessor erzeugten Oberflächensignale werden auf die fortgeschriebene Istposition des Scanners bezogen.
Kennzeichen:
Die Position des Scanners wird vor der jeweiligen Messfahrtstrecke in den drei Raumachsen eingemessen und danach die Anfangskoordinaten des Scanners und der Oberfläche festgelegt;
Die in dem Datenprozessor erzeugten Oberflächensignale werden unter Berücksichtigung der fortgeschriebenen Istposition des Scanners auf die Anfangskoordinaten des Scanners bezogen.
Kennzeichen:
Die Neigung des Fahrzeugs bzw. des Scanners, vorzugsweise die Neigung in Fahrtrichtung (Längsneigung) und/oder die Neigung quer zur Fahrtrichtung (Querneigung), wird vor der jeweiligen Messfahrtstrecke in den drei Raumachsen eingemessen (Anfangsneigung) und bei der Meßfahrt synchron zur Erzeugung der Laserstrahlpulse laufend fortgeschrieben (Istneigung); Die in dem Datenprozessor erzeugten Oberflächensignale werden unter Berücksichtigung der Istneigung des Scanners auf die Anfangskoordinaten des Scanners bezogen.
Kennzeichen:
Die Messfahrtstrecke wird laufend gemessen und die Oberflächensignale werden auf die Messfahrtstrecke bezogen.
Kennzeichen:
Die Position des Scanners wird nach der Einmessung, welche vor der jeweiligen Messfahrtstrecke geschieht, während der Meßfahrt durch ein an dem Fahrzeug mitgeführtes Trägheits-Navigationssystem (Inertial-Navigationssystem -INS-) laufend fortgeschrieben (Istposition).
Kennzeichen:
Die Neigung des Fahrzeugs bzw. des Scanners (Längsneigung und/oder Querneigung) wird durch das an dem Fahrzeug mit geführte Trägheits-Navigationssystem eingemessen (Anfangsneigung) und bei der Meßfahrt laufend fortgeschrieben (Istneigung).
Kennzeichen:
Die topographische Lage des Scanners wird durch ein Satelliten-Navigationssystem (Global positioning system -GPS-) vor der jeweiligen Messfahrtstrecke erfaßt sowie eingemessen und/oder während der Meßfahrt synchron zur Erzeugung der Laserstrahlpulse laufend fortgeschrieben.
Kennzeichen:
Die Position des Scanners wird nach der Einmessung, welche vor der jeweiligen Messfahrtstrecke geschieht, während der Meßfahrt durch ein an dem Fahrzeug mitgeführtes Wegmeßsystem und/oder Barometer und/oder Neigungsmesser synchron zur Erzeugung der Laserstrahlpulse laufend fortgeschrieben (Istposition) und die ermittelten Daten mit den fortgeschriebenen gleichwertigen Istpositionen anderer Geräte laufend abgeglichen.
Kennzeichen:
Den Oberflächensignalen werden bestimmte Farben für die bildliche Darstellung zugeordnet.
Die Oberflächensignale werden in Klassen eingeteilt, welche jeweils einem vorbestimmten absoluten oder relativen Höhenbereich zugeordnet sind; Den Klassen werden bestimmte Farben für die bildliche Darstellung zugeordnet.
Kennzeichen:
an dem Fahrzeug sind zwei oder mehr Scanner mit jeweils einem Laseremittor und einem Laserempfänger mit Abstand derart zueinander angeordnet und durch zeitliche Synchronisation der Laserpulse und Laserbewegungen derart betrieben, dass die Öffnungswinkel sich berühren oder teilweise überlappen, wobei vorzugsweise ein oder mehrere Scanner mit ihrem Öffnungswinkel seitlich gerichtet und/oder nach oben gerichtet sind.
Kennzeichen:
die Lichtintensität der reflektierten Strahlen wird ermittelt und den durch den Laserstrahl getroffenen Bildpunkten der Oberfläche zugeordnet.
Kennzeichen:
Durch eine vorzugsweise digitales Bildaufnahmegerät wird ein photographisches Bild der Oberfläche unter Berücksichtigung der Lichtintensität der reflektierten Strahlen hergestellt.
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