[發明專利]輪跡橫向分布測量系統及測量方法

有效

• 申請號: 201711011301.4
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107957259B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 麥德榮;范向晨;楊方劍
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 李新欣

本發明公開了一種輪跡橫向分布測量系統，包括車輛水平剖面一側到路肩的距離測量系統、車輛水平剖面一側的形狀和尺寸特征數據庫、輪跡橫向分布特征測定系統和輪跡橫向分布特征數據庫，利用本發明的測量系統進行測量的方法包括以下步驟：車輛水平剖面一側到路肩的距離測量系統測定車輛水平剖面一側的形狀、尺寸數據和車輛水平剖面一側到激光測距傳感器的距離數據；車輛識別；速度計算；車型識別；建原始車輪數據庫；車輪識別；制作輪跡橫向分布特征曲線。通過本發明可以統計出不同情況下輪跡橫向分布系數的規律，測量精度高，并且可以實現全天候數據收集。

技術領域

本發明屬于交通運輸工程及公路路基路面技術領域，特別涉及一種輪跡橫向分布測量系統及測量方法。

背景技術

載重型貨車車輪經常駛過的地方，路面由于長期受到荷載，荷載由路面傳遞到路基上，輕微者表現為路面少許凹陷留下車轍，甚者則表現為路基被嚴重破壞，路面塌陷以及形成裂縫、邊緣凸起。尤其在路基路面設計強度比較低而通過車輛多為載重型貨車的道路上，這些跡象更為明顯。這種路基路面被嚴重損毀的現象背后的原因是大部分載重型貨車車輪高頻率地經過道路橫斷面上的某些位置，而該橫斷面上的其他位置幾乎未被使用。

在美國國家瀝青路面實驗跑道(NCAT)，輪胎路徑之間的中心位置被用作車轍深度測量的參考點，因為輪胎路徑以外的道路幾乎沒有受到破壞。這也表明，即使路面已經損壞到無法正常使用，但仍有部分輪胎路徑以外的路面保持完好。所以，想要研究路基路面被載重型貨車損毀的特征就必須要研究載重型貨車行駛時輪胎在道路橫斷面上的分布特征，即輪跡橫向分布特征。輪跡橫向分布：是指車輛在道路上行駛時候，車輪的輪跡總是在橫斷面中心線附近一定給范圍內左右搖擺，并按一定的頻率分布在車道橫斷面上。不同地區輪跡橫向分布的特征各有差異，這就突出了路面結構不均勻設計的重要性，而我們研究輪跡橫向分布的意義就在于，輪跡橫向分布系數可以客觀地描述車輛輪跡橫向位置的分布特點，對于精確地進行路面結構力學分析具有重要的意義。

而現行測量輪跡橫向分布特征的主要方法是，現場交通攝影錄像法，這種方法需要交通安全部門和道路管理部門配合4-5個測量人員封路之后在路面上畫某種標尺，解封道路之后再通過攝像機拍攝車輪駛過時壓過標尺的位置，路面拍攝結束后測量人員通過觀看視頻錄像去記錄數據，其顯著缺點有：需要大量的人工和大量的時間，一般都是階段性、短暫性的觀測，路面標線的設置、攝影設備的擺放位置以及調查人員的出現不僅會干擾司機的正常駕駛以至于影響測量數據的客觀性和精確度，還會對測量人員的人身安全以及整條道路系統的正常運行和交通安全帶來極大的隱患，再加上地標線的設置不規范、不合理可能導致的測量結果精確度低，總之是費時費力效率效益低，危險系數高，操作難度大，可行性不強，無法實現全天候無人值守自動識別車輛與自動分車型測速。

本發明提供一種全新的、可自動識別車輛與自動分車型測速的、自動化的、全天候無人值守的輪跡橫向分布測量系統和方法，不僅為車型和車輪識別、分車型車速檢測等創造了條件；適應自動化的需求，以及科研和社會生產建設對效率、效益、精確度和安全性的要求。縱觀世界上的輪跡橫向分布特征研究數據，國外有一些學者對輪跡橫向分布進行了實測，得到了適用于當地情況的典型值，而我國的輪跡橫向分布系數仍舊停留在全國的統計平均值這一水平，本項目的發明以及實驗有利于地方機構進行輪跡橫向分布觀測，尤其是分車型進行輪跡橫向分布觀測和獲取地方性的輪跡橫向分布數據，能顯著加強地區性的路基路面結構設計精度。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種全新的、自動化的輪跡橫向分布測量系統及測量方法，實現車型和車輪分類自動檢測、交通調查、分車型車速檢測以及公路輪跡橫向分布觀測。相比較傳統現場交通攝影錄像法，本系統的測量精度有了極大的提升，效率高，無人值守，并且可以實現全天候數據收集。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種輪跡橫向分布測量系統，包括車輛水平剖面一側到路肩的距離測量系統、車輛水平剖面一側的形狀和尺寸特征數據庫、輪跡橫向分布特征測定系統和輪跡橫向分布特征數據庫。