[發明專利]道路結構參數快速自動測量方法及其實現裝置

無效

• 申請號: 200810019255.7
• 申請日: 2008-01-18
• 公開（公告）號: CN101487220A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 唐振民;趙春霞;許中寧
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: E01C23/01
• 分類號: E01C23/01;G01D21/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心
• 代理人: 朱顯國

一、技術領域

本發明涉及道路測量技術，特別是一種道路結構參數快速自動測量方法及其實現裝置。

二、背景技術

道路的某些結構參數，如彎道橫坡半徑、橫坡傾斜角以及縱曲線半徑等，對于道路工程驗收以及日常維護、管理均非常必要。這些參數的常規獲得方式為用全站儀和標尺逐點測量高程，然后推算。但在工程實際中，測量工作既煩瑣又困難，而且往往精度不高。

隨著計算機技術、光電技術、高精度測量技術的進步，我國在道路參數測量方面有了很大的發展。如由武漢大學、武漢立得公司等單位聯合開發的“基于3S集成技術的LD2000系列移動道路測量系統”，它是在機動車上裝配GPS(全球定位系統)、CCD(視頻系統)、INS(慣性導航系統)或航位推算系統等先進的傳感器和設備，在車輛的高速行進之中，快速采集道路及道路兩旁地物的空間位置數據和屬性數據，如：道路中心線或邊線位置坐標、目標地物的位置坐標、路(車道)寬、橋(隧道)高、交通標志、道路設施等。數據同步存儲在車載計算機系統中，經事后編輯處理，形成各種有用的專題數據成果，如導航電子地圖等。另外，由南京理工大學率先在國內研制成功的N-1型高速公路智能檢測車以及后續產品，利用攝像機、激光傳感器等可記錄和檢測路面病害，如各類破損、平整度和車轍等。

此外，加拿大卡爾加里大學設計了一種動態定位系統，該系統包括一臺捷聯式慣性系統，兩臺GPS接收機和一臺微機，可測定已有道路的線形參數，為道路管理系統服務。美國研制了應用于城市的道路交通管理系統，該系統利用GPS和GIS建立道路數據庫，在數據庫中包含有各種現時的數據資料，如道路的準確位置、路面狀況、沿路設施等，該系統于1995年正式運行，為城市道路交通管理起到重要作用。

但在世界范圍內，目前對道路自身結構參數的快速、自動化檢測系統還未見公開報道。

三、發明內容

本發明的目的在于提供一種可在不封閉道路的情況下，對每一個車道進行快速、連續、自動化結構參數測量、部分病害檢測等，根本上提高上述參數的檢測能力，為道路管理、維護等提供快速有效信息的道路結構參數快速自動測量方法及其實現裝置。

實現本發明目的的技術解決方案為：1、一種道路結構參數快速自動測量方法，其步驟是：

1在移動平臺上設置車輛姿態測量裝置；

2駕駛測量車行駛于公路路面上，實時測量車輛的姿態參數，包括方位、橫滾、俯仰以及定位信息；

3數據處理系統處理姿態數據導出道路結構參數，包括彎道橫坡半徑、道路縱曲線半徑、橫坡傾斜角以及跳車和局部道路沉降病害。

所述的道路結構參數快速自動測量方法，其彎道橫坡半徑是根據圓心角、圓心角所對的弧和半徑間的幾何關系推算的。

所述的道路結構參數快速自動測量方法，其道路縱曲線半徑是根據圓心角、圓心角所對的弧和半徑間的幾何關系推算的。

所述的道路結構參數快速自動測量方法，其跳車和局部道路沉降病害是根據俯仰數據的小幅度抖動的拐點來確定的。

一種道路結構參數快速自動測量裝置，包括檢測車體，其特征在于它還包括姿態角檢測儀、數據處理系統、顯示裝置、車輛定位儀，數據處理系統分別與姿態角檢測儀、顯示裝置、車輛定位儀相連接，姿態角檢測儀、數據處理系統、顯示裝置、車輛定位儀都在檢測車體內。

所述的道路結構參數快速自動測量裝置的車輛姿態角檢測儀采用光纖陀螺、激光陀螺、光電測角儀、液位測角儀。

本發明的原理是：由移動檢測車體(或車輛)、車輛姿態角檢測儀、車輛定位儀、數據處理系統和顯示裝置構成，其中數據處理系統由計算機和處理程序組成，車輛姿態角檢測儀安裝在移動檢測車體的形心處，實時向計算機提供車體的方位角、俯仰角以及橫滾角；車輛定位儀向計算機實時提供道路里程信息；計算機處理程序記錄存儲所獲信息，并根據需要計算道路結構參數；顯示裝置實時顯示各測量數據；利用車體姿態角測量數據計算道路結構參數，如彎道橫坡半徑、橫坡傾斜角以及公路縱曲線半徑等。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：

1、車輛在高速公路上高速行駛過程中，曲線運動時產生的離心會很大.不恰當的路線半徑、路面橫坡和急劇變化的路面縱坡，特別是在惡劣的氣候條件下，都可能使車輛失去控制而產生嚴重的事故。