[發明專利]一種列陣激光標線?面陣CCD高分辨大視場測量系統與方法

有效

• 申請號: 201410280416.3
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104048603B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 賀安之;賀寧;賀斌
• 申請（專利權）人: 南京理工技術轉移中心有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01C11/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬于針對道路、平臺的高分辨、大視場路面特性測試技術領域，尤其是一種列陣激光標線-面陣CCD高分辨大視場測量系統與方法。

背景技術

在CCD圖像探測與測量技術中，以CCD為基礎的光電技術已成為現代高新技術的核心，廣泛用于攝像、監測、檢測設備中，特別是在現代先進的路面狀況自動智能檢測設備中，激光圖像--CCD探測技術更是最基本的技術，因此CCD探測的技術性能(如像機的像素與幀頻、探測的分辨率與測量精度、探測的視場寬度)都直接影響測量設備的技術水平和測量結果。但對一臺確定的(有確定像素與幀頻的)CCD其測量技術指標如；分辨率與精度及視場大小是相互矛盾的，要得到高分辨高精度，則測量視場就不能大，分之亦然。但是任何測量設備的設計理想的技術指標總是希望各項指標都同時達到最好。如路面檢測設備的表面裂縫病害分辨率達到毫米，車轍和三維破損的高程測量精度達到亞毫米，平整度和紋理結構的的高程檢測精度要求更高達0.1mm。同時要求檢測視場寬度應達到車道寬度。然而即使最先進的價格到達500萬的國內外先進設備的技術指標也遠未同時達到這一理想狀態。為保證檢測分辨率和精度達到規程基本要求，常采用減小測量視場寬度，一般限于保證輪跡帶數據的2—3米寬度，即所謂70％車道寬度要求。犧牲占全車道寬1/3的車道兩側視場的技術狀況數據顯然是很不完善的測量，更重要的是丟失全車道的基準信息，使測量數據只有統計價值而降低了確定性。

為保證基本分辨率和精度下擴大探測視場，人們采用分區段探測方法，但各CCD有獨立的探測坐標很難保證嚴格拼接，需要復雜的定標調整和軟件校正才能達到平順拼接，而在表面精確測量技術中要求各段CCD坐標完全一致，對同一圖像應數值嚴格相等，最好連接形成統一的CCD坐標，分辨率與精度及視場寬度都達到單個CCD的n倍。希望實現高精度，高分辨又實現能覆蓋全車道甚至多車道的大視場高分辨測量，并有效消除各種拼接與畸變等誤差的理想性能。所以超車道寬視場高分辨斷面特性的測量成為急待解決的問題。

發明內容

本發明目的在于提供一種列陣激光標線-面陣CCD高分辨大視場測量系統與方法，通過簡單的CCD平順串聯以及共水平基的設計，實現圖像的匹配連接，實現對路面特性的高分辨、大視場檢測。

本發明的上述目的通過獨立權利要求的技術特征實現，從屬權利要求以另選或有利的方式發展獨立權利要求的技術特征。

為達成上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種高分辨大視場測量系統，其包括一支撐平臺、多組激光標線-面陣CCD圖像采集單元、一列陣CCD同步采集控制器、一便攜式水平液槽以及一計算機圖像采集與處理裝置，所述激光標線-面陣CCD圖像采集單元、列陣CCD同步采集控制器、計算機圖像采集與處理裝置均置于所述支撐平臺上，其中：

所述便攜式水平液槽包括一個彎折的塑料膜布以及雙側壁套桿，所述塑料膜布彎折形成具有底部和側壁的水平液槽，雙側壁套桿支撐所述側壁，水平液槽內裝有液體，該便攜式水平液槽可移動地設置在待測表面；

所述激光標線-面陣CCD圖像采集單元均由一組平面激光發生器和CCD成像單元組成，每組平面激光發生器、CCD成像單元與待測量表面形成三角測距關系，每個平面激光發生器用于向待測路面或便攜式水平液槽發射激光標線且各激光標線連接形成一條線，每個CCD成像單元位于同一平面內且其各自的視場相互連接或部分重疊；

所述列陣CCD同步控制器與所述每個CCD成像單元連接并且用于控制各CCD成像單元同步采集各自視場內的激光標線圖像，實現激光標線圖像的同步分段采集，其中：所述列陣CCD同步控制器至少控制執行兩次采集：所述便攜式水平液槽置于待測表面時的標準激光標線采集得到基準激光標線圖像，以及移除便攜式水平液槽時對待測表面的激光標線采集得到待測表面激光標線圖像；

所述計算機圖像采集與處理裝置用于接收所述CCD成像單元同步采集的圖像數據，并基于所述便攜式水平液槽置于待測表面時的基準激光標線圖像得到待測表面激光標線圖像的共水平面基的統一坐標數據表達。

進一步的實施例中，所述支撐平臺置于一可移動平臺上。

進一步的實施例中，所述支撐平臺置于一標準載車上。

進一步的實施例中，所述CCD成像單元采用分辨率為1392*950，幀頻120的CCD成像單元。

進一步的實施例中，所述平面激光發生器采用單色性良好的連續單橫模平面激光發生器。(如選波長為532nm，功率為500mw的激光器)。