[發明專利]一種后向多波長紅外光譜非接觸式路面狀況檢測方法

有效

• 申請號: 201210533298.3
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN102967561A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 王艷斌;李秀紅;吳志剛;喬長城;王柏林;余國河;冶林茂;陳濤;李鵬;馬號兵;張振強;裴巧萍;黃小龍;朱東紅;韓振宇;吳蘇;李佳;蘇振
• 申請（專利權）人: 河南中原光電測控技術有限公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/35;G01B11/06
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明涉及一種后向多波長紅外光譜非接觸式路面狀況檢測方法，屬于紅外光譜應用技術領域。?

背景技術

現有的路面狀態檢測方法最多的是嵌入路面的接觸式檢測方法，使用復雜，需要把檢測器件切割路面埋入地下，一次埋入，不能取出，維護困難，破壞路面，限制了接觸式路面狀況檢測方法的應用推廣；接觸式檢測過程中由于檢測器件長期受壓會沉陷于路面，從而使測量結果出現偏差，不能檢測真實路表狀況，接觸式路面狀況檢測方法檢測的是路面和覆蓋物底面的物質，不能真實反映機車接觸面的狀況。?

發明內容

本發明的目的是提供一種后向多波長紅外光譜非接觸式路面狀況檢測方法，以解決目前接觸式路面狀況檢測方法由于檢測的是路面和覆蓋物底面的物質，不能真實反應機車接觸面的狀況的問題。?

本發明為解決上述技術問題而提供一種后向多波長紅外光譜非接觸式路面狀況檢測方法，該檢測方法的步驟如下：?

1）.根據水吸收光譜、冰吸收光譜和雪散射光譜分別篩選各自對應的紅外光波段；?

2）.將篩選出各波段的紅外光分別通過發射透鏡照射目標物路面，形成相對平行的照面；?

3）.利用接收透鏡接收相對平行照明的反射光線，并將接收到的光信號轉換為電信號；?

4）.將接收到的三個信號的大小關系判斷覆蓋物的種類；?

5）.根據判斷的覆蓋物種類利用相應的厚度計算公式以計算覆蓋物厚度，從而判斷出照射目標物的路面狀況。?

所述步驟1）中篩選出來的三個紅外光的波段分別為1280～1340nm、1400～?1460nm和1500～1560nm。?

所述步驟5）中的厚度計算公式為：?

Ln(os/dp)=εd+k?

其中dp為干信號，os為有覆蓋物時的光信號，d為覆蓋物厚度，ε為吸光系數，k為常數，受路面條件影響。?

所述步驟5）在計算覆蓋物厚度時加入了干擾數據剔除算法，該算法利用分段統計方法實現，用于將由車輛行人引起的少量突變信號剔除。?

所述厚度計算公式中干信號dp是通過計算一定時間內干燥路面反射的光信號的平均值得到的。?

本發明的有益效果是:本發明基于水、冰、雪的紅外光譜特性實現了路面狀況的非接觸測量，首先將篩選出來的三個不同波長的紅外光通過發射透鏡照射目標物形成照射面，然后接收經過照射面反射及吸收和散射后的的光信號，根據信號的大小關系可以判別路面狀態，最后利用相應的厚度計算公式計算覆蓋物的厚度，從而檢測出路面的狀況。與接觸式檢測方法相比，本發明實測面積大，數據更真實，目標更直接，從而檢測結果更加準確。?

附圖說明

圖1是本發明后向多波長紅外光譜非接觸式路面狀況檢測方法的檢測光路示意圖；?

圖2是本發明后向多波長紅外光譜非接觸式路面狀況檢測方法的檢測原理示意圖。?

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式做進一步的說明。?

本發明是基于水、冰、雪的紅外光譜特性實現了路面狀況的非接觸測量，一旦路面潮濕、積水、結冰、積雪，入射光由于照面表面反射及水分子和固體顆粒對光信號的吸收和散射共同作用，實測到的三個后向散射光信號表現出不同的特點，根據三個信號的大小關系可以判別路面狀態，根據判斷的覆蓋物種類進入不同的厚度計算公式；然后根據物質的吸光度可以計算覆蓋物厚度，測量理論基礎為修正的朗伯-比爾定律，本發明采用三波長測量能夠減小覆蓋物顆粒度等引起的測量誤差，比單波長進行更精確的測量。其具體步驟如下：?

1.根據水吸收光譜、冰吸收光譜、雪散射光譜篩選出三個波長為λ₁＝1280～1340nm、λ₂=1400～1460nm和λ₃=1500～1560nm的紅外光，用于作為檢測路面狀況的紅外光源。?

2.將篩選出來的三個不同波長的紅外光通過發射透鏡照射目標物，形成三個相對平行的照面，照面表面反射及水分子和固體顆粒對光信號進行吸收和散射。?

3.利用接收透鏡接收三個相對平行照面的反射及水分子和固體顆粒對光信號的吸收和散射后的光線。?