[發明專利]全自動慣性傳感檢測路面平整度裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201210126698.2
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102628249A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 劉宇;施華雷;馬慶華;吳英;張小林;劉申;劉聰
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: E01C23/01
• 分類號: E01C23/01
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術領域

本發明涉及路面平整度測量技術，特別涉及一種全自動慣性傳感檢測路面平整度裝置及其檢測方法。?

背景技術

中國作為一個人口大國，也是一個交通大國，截止2010年底，全國公路總里程接近400萬公里。隨著公路通車里程的增加，如何有效的對龐大的公路網進行道路檢測成為社會關注的一個焦點。眾所周知，破損的市政道路對車輛的損害明顯，不但會減少車輛使用年限和增加維修保養費用；而且，不平整的市政道路還給市民的出行、司機的駕駛帶來安全隱患。判斷路面平整度的標準見附表。因此，如何采取一種道路檢測方法對市政道路的平整度進行有效檢測，對消除給車輛和人們帶來的安全隱患是非常有必要的。?

為了解決路面平整度檢測問題，本領域技術人員進行了大量的研究，例如：?

CN101644023公開了一種“路面平整度檢測方法”，在測量過程中，利用加速儀檢測由于路面顛簸使激光測距裝置產生的相對位移，利用三向陀螺儀檢測由于路面顛簸使激光測距裝置傾斜的角度，并根據三個方向的姿態角合成在二維坐標系下的三向合成姿態角；獲得所述相對位移、三向合成姿態角、激光測距裝置測量出的距離，運算出激光測距裝置與路面之間的垂直距離；按照檢測密度獲得各個垂直距離，并得到與標準參照距離之間的差值，獲得縱斷面曲線及路面的平整度。消除了路面顛簸引起的激光測量裝置姿態傾斜及位置偏移產生的數據失效問題，解決了低速(＜25km/h＝條件下路面平整度無法檢測的問題；提高了檢測效率、降低了公路的壽命周期成本，提高了公路的使用壽命。但是，由于其主要利用激光測距完成路面平整度檢測，用加速儀和三向陀螺完成儀器傾角與地面垂直度的測量，以輔助完成激光測距，增加測量精度。該方案結構復雜，傳感器必須精密安裝，且極易受沖擊振動影響，并且存在體積較大、測試精度受路面和測試環境影響，對路面測試條件要求高，造價高等缺陷。

?CN101246000公開了一種“路面平整度自動檢測裝置及檢測方法”，它涉及路面平整度檢測領域，它針對現有技術信息不準確，誤差源多，結構復雜，無法解決車體傾斜影響的缺點，它的三維結構光視覺檢測組件還包括角度傳感器；三維結構光視覺檢測組件輸出端連處理系統輸入端；結構光激光器發出的結構光條覆蓋縱向路面，處理系統位于車體內。其方法是：一、結構光激光器的結構光條被路面三維信息調制后，在面陣CCD上成像，同時采集車體顛簸信息，通過計算得出三維信息；二、濾波去除病害影響；三、以間隔250mm的距離計算路面高程差，并計算相應路段的IRI結果；四、數據存儲、分析和顯示。其優點是提取的縱向輪廓完整準確，結構簡單，消除車輛顛簸的影響。該發明同屬以光檢測測距為核心的路面平整度檢測，只是光信號經CCD成像，經三維信息計算獲得路面信息，儀器上的角度傳感器同樣用于輔助測量，僅起消除車體傾斜等影響，增加測量精度作用。同樣存在CN101644023所存在的不足。事實上，這是所有以光檢測為核心的檢測儀表共有的缺點。?

在過去的幾年里，隨著智慧城市概念的提出，為城市道路的監測指明了新的方向。對城市道路網的監測，智慧城市將充分利用城市物聯網技術來實現。城市物聯網技術是建立在傳感器感知技術、互聯網技術和智能控制技術基礎上的。利用城市物聯網對市政道路進行監測的一個關鍵技術是道路表面感知、檢測技術。目前，常用的市政道路感知、檢測方法有人工方法（道路巡視員）和專業道路檢測車輛系統。其中人工方式精確度高、但效率和智能化程度低，且不易組網；而專業道路檢測車輛設備系統雖然智能化程度高、但價格高昂、體積大、不能大規模的組建網絡。?

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發明內容

有鑒于此，針對現有技術存在的上述不足，本發明解決現有檢測路面平整度裝置的成本、體積和傳感器及系統數據的優化補償處理技術問題，提供一種利用微小型慣性傳感器組合進行高度和深度的測試，將慣性傳感器組合應用于如路面平整度檢測等民用和普及性測量領域，而提供一種全自動慣性傳感檢測路面平整度裝置。?

本發明采用的技術手段為：全自動慣性傳感檢測路面平整度裝置，其特征在于，包括感知單元，該感知單元包括加速度計、陀螺儀和溫度傳感器；該加速度計為慣性傳感器，所述慣性傳感器的三軸角速率傳感器用以測量X和Y軸兩個方向的運動角速率并輸出到外圍處理電路；所述處理電路接收三軸加速度傳感器和三軸角速率傳感器輸出的測量結果，運算獲得探頭在所測路面經過過程中各測量點的路面平整度信息；?