[發明專利]激光道路錯臺檢測系統和方法

有效

• 申請號: 201410142473.5
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN103938531A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 曹民;張德津;曲旋;王新林;郭其華;王文達
• 申請（專利權）人: 武漢武大卓越科技有限責任公司
• 主分類號: E01C23/01
• 分類號: E01C23/01
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 陸軍

技術領域

本發明屬于公路路基路面無損檢測和評價技術領域，具體地，涉及一種激光道路錯臺檢測方法。

背景技術

路面錯臺是水泥混凝土路面最主要的病害之一，也是水泥混凝土路面養護工作的主要內容之一。我國于2008年發布的《公路路基路面現場測試規程》（JTG059--95）中將路面在人工構造物端部接頭、水泥混凝土路面或橋梁的伸縮縫以及瀝青路面裂縫兩側的沉降定義為錯臺。

目前，國外錯臺測量方法主要有兩種：人工法和自動檢測法。

人工法主要是采用佐治亞錯臺儀采集錯臺量數據。如圖1所示，美國國家高速公路和交通運輸協會（AASHTO）建議的方法為通過直尺檢測接縫前后相距300mm的兩個點（每一邊距離接縫位置不能少于75mm）的高差，當高差大于5mm即認為錯臺存在。

自動檢測法是利用錯臺的存在會顯著影響國際平整度指標（IRI）的特性，用傳感器來檢測輪跡帶的縱斷面數據，然后利用設備開發商提供的計算程序來計算錯臺數據。

現階段，國內測量錯臺的主要方法還停留在人工測量階段，即：當錯臺變形超過3米時，采用水準儀測量從錯臺一端無沉降或鼓包的位置起，沿路線縱向用皮尺量取一定距離，作為測點，在該處測量海拔高度。再向前量取一定距離，作為測點，測量海拔高度。如此重復，直至錯臺另一端無明顯沉降或鼓包的位置為止。無特殊需要，距離錯臺位置的2m內應每隔0.2m量測一次，2～5m內宜每隔0.5m量測一次，5m以上可每隔1m量測一次，由此得出沉降縱斷面及最大沉降值，即為最大錯臺高度。；當錯臺變形范圍不足3米時，可沿道路行駛方向將3米尺搭在錯臺兩側，然后使用鋼尺沿3米尺每隔20cm測量路面距離3米尺的距離，最后選取測量最大值為最大錯臺高度。

在《水泥混凝土路面維修養護手冊》中規定錯臺高度在5mm～10mm屬于輕度錯臺，大于10mm屬于重度錯臺，5mm以下可以忽略，以上標準數據需應用在錯臺識別中作為閾值，可根據不同的標準進行更改。

然而，上述現有技術主要有以下幾個方面的缺點：

（1）人工測量精度低，作業不安全。人工測量會引入人工讀數誤差與選點誤差，導致測量精度較低；

（2）自動測量方式不能在同一時間獲得完整的縱斷面數據，不完整的縱斷面數據對最終測量結果引入很大的誤差。例如，采用測距機對輪跡帶進行測量，在檢測設備行進過程中，由于顛簸等因素，沿車行方向，激光測距機會出現左右傾斜，造成測距機所測距離變大，從而引起誤差。

發明內容

本發明的目的是使用激光三角測量原理，提出一種基于道路檢測車的錯臺自動檢測方法，其能夠提高錯臺的測量精度與測量速度。根據本發明的實施例，通過攝像機對道路縱斷面進行拍攝、獲取某一時刻的道路縱斷面高度數據，然后對道路縱斷面高度數據進行分析，以識別出道路錯臺位置以及錯臺高度。根據本發明的錯臺自動檢測方法，其錯臺測量精度至少能夠達到0.5mm。

根據本發明的實施例，提出了一種激光道路錯臺檢測系統，其被安裝于道路檢測車輛上，用來在道路檢測車輛行進的過程中檢測道路縱面錯臺的位置和高度，所述激光道路錯臺檢測系統包括圖像采集模塊與數據分析模塊，所述圖像采集模塊包括用來對道路縱面進行圖像采集的傳感器、以及用來存儲所采集的圖像的采集服務器，其中，所述傳感器包括攝像機和激光器，所述激光器用來向路面照射激光線，所述激光線沿著道路縱向方向延伸，攝像機用來沿固定方向拍攝包含所述激光線的道路縱斷面圖像，所述數據分析模塊用來讀取在所述采集服務器中存儲的所采集的圖像，識別所述激光線在所采集的道路縱面圖像中的位置，并將所識別的位置轉換為道路縱面高度數據，最終根據道路縱面高度數據檢測是否出現錯臺。

本發明的錯臺檢測方法的有益效果主要在于：

（1）利用激光三角測量原理，能夠快速、準確地測量道路錯臺高度，并定位錯臺的位置；

（2）能夠在獲得同一時刻完整的縱斷面數據，克服了由于不完整的縱斷面數據對測量結果帶來大誤差的問題；

（3）本發明可采用面陣相機，極大地消除了車輛顛簸帶來的影響。

附圖說明

圖1是作為現有技術的AASHTO所建議的人工法的錯臺測量示意圖；

圖2為根據本發明的實施例的錯臺檢測系統的示意圖；

圖3為根據本發明的實施例的錯臺檢測系統的圖像采集模塊的組成示意圖；

圖4為根據本發明的實施例的錯臺檢測系統的數據分析模塊的組成部件的概略圖；

圖5為根據本發明的實施例的錯臺檢測系統的圖像采集模塊采集的圖像數據的示意圖；