RO132599A2 - Echipament modular pentru inspecţia drumurilor rutiere, incluzând carosabilul şi zona adiacentă, destinat pentru a fi montat pe vehicule nespecializate - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un echipament modular, destinat a fi instalat pe un vehicul, şi utilizat pentru inspecţia drumurilor rutiere, incluzând carosabilul şi zona adiacentă. Echipamentul conform invenţiei cuprinde un subsistem de inspecţie automată, vizuală, a drumurilor, un subsistem de măsurare a vibraţiilor vehiculului, şi un dispozitiv mobil de tip laptop, tabletă sau telefon inteligent, în care subsistemul de inspecţie automată, vizuală, a drumurilor cuprinde cel puţin o cameră (3) de luat vederi, cel puţin o sursă (4) de iluminare a pavajului, cu diode electroluminiscente, o sursă (5) laser care proiectează un caroiaj (17) de cel puţin 3 fascicule paralele care se intersectează, sub un unghi de 90°, cu cel puţin alte trei fascicule paralele, şi care este montată pe un braţ (18) pliabil şi demontabil, o cameră (6) video de tip "fisheye" având un obiectiv cu unghi larg, pentru a achiziţiona o imagine de ansamblu, panoramică şi emisferică a mediului adiacent drumului, un accelerometru (7), un giroscop (8), un senzor (9) de măsurat distanţa până la pavaj, un receptor (10) GPS sau GPS diferenţial, o platformă de calcul (11) pentru prelucrarea în timp real a datelor, un mediu de stocare (12) de tip SSD, un modul (13) GSM şi module (14) fără fir, pentru comunicaţie, şi în care subsistemul de măsurare a vibraţiilor cuprinde cel puţin cinci senzori (22) de măsurare a acceleraţiei, montaţi pe suspensiile roţilor vehiculului sau pe extremele amortizoarelor şi pe suportul motorului.

Description

1. Titlul

Echipament modular pentru inspecția drumurilor rutiere, incluzând carosabilul si zona adiacenta, destinat pentru a fi montat pe vehicule nespecializate

2. Domeniul de aplicare al invenției

Invenția se refera la un echipament destinat inspecției drumurilor, inclusiv zona adiacenta carosabilului, si se adreseaza domeniului de ingineriei de trafic si inspecție a pavajului.

3. Scopul invenției.

Scopul invenției este de a dezvolta un echipament pentru inspecția vizuala a drumurilor la viteze de trafic care este modular, compact, ieftin si care se montează cu ușurința la orice tip de vehicul asigurând astfel creșterea eficientei inspecției rețelei rutiere.

4. Prezentarea invenției

Echipamentul conform invenției este adaptabil cu ușurința la vehicule nespecializate avand un desing compact si modular care are in alcătuire un subsistem de inspecție automata vizuala a drumurilor, un subsistem de măsurare a vibrațiilor vehiculului si un dispozitiv mobil de tip laptop, tabiet sau smartphone. Subsistemul de inspecție automata vizuala a drumurilor este montat in partea din spate sau fata a vehiculului si cuprinde cel puțin 1 camera de luat vederi, cel puțin o sursa de iluminare a pavajului bazata pe diode electroluminiscente (LED-uri) care asigura o eficienta energetica crescută si permit alimentarea indepenenta de vehicul când este cazul, o sursa laser de lumina structurata care proiectează un grid de cel puțin 3 fascicule paralele care se intersectează la un unghi de 90 de grade cu cel puțin alte 3 fascicule paralele, o camera de tip fisheye avand obiectiv cu unghi larg pentru a achiziționa o imagine de ansamblu, panoramica si emisferica a mediului adiacent drumului, accelerometru, giroscop, senzor de masurat distanta intre subsistem si pavaj, un receptor GPS sau GPS diferențial (DGPS) pentru creșterea rezoluției, o platforma de calcul pentru prelucrarea in timp real a datelor (OBC) bazata pe componente COTS (common of the shelf) cu caracteristici adecvate pentru a funcționa in mediul aplicației, mediu de stocare de tip SSD, un modul GSM si module wireless pentru comunicație. Subsistemul de măsurare a vibrațiile vehiculului este un modul care poate fi adugat opțional in sistem si care este format din cel puțin 5 sezori de masurarea a accelerației (accelerometre) montati pe suspensiile roților sau atunci când se dorește o instalare rapida pe extremele amortizoarelor si pe suportul motorului. Dispozitiv mobil se poate conecta wireless la OBC pentru a afișa datele achiztionate sau pentru a realiza operațiuni de service si întreținere.

O pozibila realizare a subsistemul de inspecție automata vizuala a drumurilor (2) este prezentata in Fig. 1 - 3 si cuprinde vehicul purtător (1) pe care este montat (2) fie in partea din fata sau din spate si subsistemul (2) format din: 2 camere de luat vederi (3); sursa de iluminare a pavajului (4), sursa laser de lumina structurata (5), camera de tip fisheye (6), accelerometru (7), giroscop (8), senzor de masurat distanta (9), un receptor GPS (10), OBC (11), mediu de stocare de tip SSD (12), modul GSM (13), modul wireless (14). Elementele 314 sunt alimentate cu energie electrica de la sistemul electric al vehiculului 1. Elementele 310, 12-14 sunt conectate la platforma de calcul (11) care asigura controlul software al a 2016 00891

23/11/2016 <?

elementelor, inclusiv pornirea sau oprirea sursei de iluminare, sursei laser de lumina structurata precum si preprocesarea in timp real a datelor achiziționate. Camerele de luat vederi sunt montate astfel incat imaginea achizitionata sa acopere întreaga banda de rulare a vehiculului. Achiziția de date consta in filmări (fotografieri) ale pavajului si mediului adiacent, conținu sau la un intervale stabilite, pe timp de zi sau noapte. Coordonatele GPS sunt înregistrate pentru fiecare imagine in parte. Datele achiztionate sunt preprocesate pentru separarea imaginii pavajului de imaginea grid-ului format de fasciculele laser, extragerea profilului 3D pe baza imaginilor luminii structurate, eliminarea redundantelor, comprimarea si stocarea lor pe mediul SSD. Preprocesarea in teren realizează de asemenea identificarea defectelor majore si potențial periculoase traficului care sunt transmise in timp real, prin SMS folosind modulul GPS, către un serviciu public rutier sub forma de imagini singulare insotite de coordonatele GPS. întregul volum de datele stocat pe SSDul din subsistemul de inspecție automata vizuala a drumurilor este transferat direct (nu wireless) către centrul de date unde se realizează procesarea datelor. Incinta etanșa (15) in care sunt asamblate elementele 2-14 pentru a fi protejate de mediul înconjurător este atașata de vehicul cu elemente de prindere (16). Incinta are o forma alungită, cu lungime (20, Fig. 2) de aproximativ 50 - 70 cm care sa permită instalarea camerelor de luat vederi (3) la o distanta adecavata fata de sursa laser de lumina structurata (5). Aceasta distanta trebuie sa asigure un unghi ascutit intre câmpul vizual al camerelor de luat vederi si gridul (17) proiectat de sursa laser de lumina structurata. Prin urmare, camerele de luat vederi (3) sunt montate la capetele incintei, pe latura lunga, orientate spre pavaj, iar sursa laser (5) este montata aproximativ central pe un braț detașabil, cu articulație (18) si lungime de aproximativ 30 cm care se poate plia in momentul staționarii. Brațul reprezintă un element modular al sistemului (2) acesta putând fi eliminat atunci atunci când nu se dorește folosirea surseri laser. Camera fisheye (6) este montata pe partea superioara a incintei astfel incat câmpul vizual sa acopere cat mai mare parte din mediul adiacent carosabilului. Senzorul (9) pentru masurarea distantei (21) pana la pavaj este un senzor de tip single point amplast in partea inferioara a incintei si orientat vertical spre suprafața carosabila. Sursa de iluminare formata din mai multe LEDuri (4) este amplasata in partea inferioara a incintei (Fig. 3) astfel incat sa asigure o iluminare pe o distanta scurta in apropierea mașinii astfel incat sa nu incomodeze mașinile din trafic dar sa asigure iluminarea zonei captata de camere. Platforma de calcul OBC este conectata sau incorporează mediul de stocare, giroscopul si accelerometrul si este amplasate in incinta cu elemente de fixare care sa asigure stabilitatea ei in timpul traficului. Giroscopul este utilizat pentru obținerea informațiilor despre înclinarea drumului si sistemului de achiziție de date, datele de la accelerometru sunt combinate cu datele de la GPS pentru a determina viteza vehiculului si utilizarea acestei informații pentru a compensa mișcările neregulate ale camerei datorate oscilațiilor vehiculului cauzate de neregularitatile rutiere, vânt, etc.

O posibila realizare a subsistemului de măsurare a vibrațiilor este prezentata in Fig. 4 in care sunt folosiți patru senzori de accelerație (22) amplasați pe brațul inferior al suspensiei (23) si un senzor (24) amplasat pe suportul motorului. Senzorii sunt fixați de vehicul printr-o baza magnetica care asigura o montare si demontare facila a acesotra. Fiecare senzor este alimentat de către o baterie proprie. Transferul datelor achizitionte către OBC se realizează printr-o comunicație radio power de putere mica. Subsistemul de măsurare a vibrațiile vehiculului realizează achiziția semnalelor de la accelerometre in paralel cu achiziția de imagini in scopul scăderii incertitudinile si a îmbunătățirii fiabilității sistemului de detectar prin integrarea seturilor de date. Semnalele achiziționate sunt transmise către OBC, preprocesate si stocate pe SSD. Procesarea finala este realizata in centrul de date unde se realizează mai intai separarea surselor de vibrații, întrucât vibrațiile de la motor si de la sistemul de transmisie al

a 2016 00891

23/11/2016 vehiculului se adaugă la cele produse de interacțiunea drum-vehicul iar apoi integrarea cu datele achiziționate de subsistemul de inspecție automata vizuala a drumurilor.

5. Prezentarea avantajelor rezultate din aplicarea invenției.

Prezenta invenție propune soluții pentru dezavantajele prezentate la punctul 3.19 prin:

- Echipamentul conform invenției se poate instala cu ușurința pe un vehicul nespecializat, acest lucru fiind asigurat de designul compact, fara conexiuni pe distante mari si fara componente in mișcare.

- Echipamentul are un cost redus fata de echipamentele tradiționale prin utilizarea de componente comerciale (COTS) si reducerea numărului de senzori utilizați.

- Echipamentul este modular adaptabil la diverse cerințe, condiții de utilizare si costuri.

- Utilizarea unei surse laser care produce un grid de lumina structurata ce permite, la aceași viteza de trafic, o rezoluție crescută fata de utilizarea unei surse laser liniare.

- Achiziționarea de informații despre mediul adiacent carosabilului prin utilizarea unei camera de tip fisheye care are un obiectiv cu unghi larg, care achiziționează o imagine de ansamblu, panoramica si emisferica a mediului.

a 2016 00891

23/11/2016

III. DESENE

Fig 1. subsistemul de inspecție automata vizuala a drumurilor montat in partea din spate sau fata a vehiculului

Fig. 2. vedere 3D a amplasării unora din componentele subsistemul de inspecție automata vizuala a drumurilor

Fig. 3. vedere 2D a amplasării unora din componentele subsistemul de inspecție automata vizuala a drumurilor

Fig. 4. subsistemului de măsurare a vibrațiilor

Claims (3)

1. Echipamentul pentru inspecția drumurilor rutiere, incluzând carosabilul si zona adiacenta, instalat pe vehicule nespecializate si fiind caracterizat prin aceea ca are un desing compact si modular care are in alcătuire un subsistem de inspecție automata vizuala a drumurilor, un subsistem de măsurare a vibrațiilor vehiculului si un dispozitiv mobil de tip laptop,. tabiet sau smartphone.

2. Subsistemul de inspecție automata vizuala a drumurilor este montat in partea din spate sau fata a vehiculului si cuprinde cel puțin 1 camera de luat vederi, cel puțin o sursa de iluminare a pavajului bazata pe diode electroluminiscente (LED-uri) care asigura o eficienta energetica crescută si permit alimentarea indepenenta de vehicul când este cazul, o sursa laser de lumina structurata care proiectează un grid de cel puțin 3 fascicule paralele care se intersectează la un unghi de 90 de grade cu cel puțin alte 3 fascicule paralele si care este montata pe un braț pliabil si demontabil, o camera de tip fisheye avand obiectiv cu unghi larg pentru a achiziționa o imagine de ansamblu, panoramica si emisferica a mediului adiacent drumului, accelerometru, giroscop, senzor de masurat distanta intre subsistem si pavaj, un receptor GPS sau GPS diferențial (DGPS) pentru creșterea rezoluției, o platforma de calcul pentru prelucrarea in timp real a datelor (OBC) bazata pe componente COTS (common of the shelf) cu caracteristici adecvate pentru a funcționa in mediul aplicației, mediu de stocare de tip SSD, un modul GSM si module wireless pentru comunicație.

3. Subsistemul de măsurare a vibrațiile vehiculului ca modul care poate fi adugat opțional in sistem si care este alcătuit din cel puțin 5 sezon de masurarea a accelerației (accelerometre) montati pe suspensiile roților sau atunci când se dorește o instalare rapida pe extremele amortizoarelor si pe suportul motorului. Dispozitiv mobil se poate conecta wireless la OBC pentru a afișa datele achiztionate sau pentru a realiza operațiuni de service si întreținere.