[發(fā)明專利]非接觸式路面狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110256550.X
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113050186A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王斌;李旦;馮世陽
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: G01V8/12
• 分類號: G01V8/12;G06K9/62
• 代理公司: 上海元好知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 張靜潔;曹媛

本發(fā)明公開了一種非接觸式路面狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，包括：光信號發(fā)射模塊，用于每隔第一預(yù)設(shè)時間朝向路面發(fā)射光信號，該光信號為紅外光；光信號接收模塊，用于每隔第二預(yù)設(shè)時間接收路面反射的光信號，并從路面反射的光信號中獲取n個敏感工作波長的光信號，其中n＞1，為正整數(shù)；信號處理模塊，其與光信號接收模塊連接，用于根據(jù)n個敏感工作波長的光信號對路面狀態(tài)進(jìn)行聚類分析，并輸出路面狀態(tài)的聚類分析結(jié)果信息。該非接觸式路面狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可全天候?qū)崟r非接觸式識別干燥、積水(濕潤)、結(jié)冰和積雪四種路面狀態(tài)，具有檢測精度高、反應(yīng)靈敏、結(jié)構(gòu)簡單和成本低便于安裝的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及路面狀況檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非接觸式路面狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國道路(包括高速公路)總里程的不斷增長，由此帶來的交通安全問題也日益突出。冬季惡劣的氣候條件會使公路路面產(chǎn)生濕潤、積雪、結(jié)冰和冰雪混合等復(fù)雜的狀態(tài)，從而導(dǎo)致車輛輪胎與路面之間的摩擦力減小，成為誘發(fā)交通事故的直接原因。據(jù)我國道路交通事故年報統(tǒng)計(jì)，道路結(jié)冰或積雪所引起的交通事故發(fā)生率通常是干燥路面的10倍以上。公安部道路信息應(yīng)急指揮中心，特別要求在高速公路、國道等重要通行路面盡快實(shí)施冰雪狀態(tài)的全天候?qū)崟r監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種非接觸式路面狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，通過該監(jiān)測系統(tǒng)可全天候?qū)崟r非接觸式識別路面狀態(tài)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種非接觸式路面狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括：光信號發(fā)射模塊100，用于每隔第一預(yù)設(shè)時間朝向路面發(fā)射光信號，所述光信號為紅外光；光信號接收模塊200，用于每隔第二預(yù)設(shè)時間接收路面反射的光信號，并從所述路面反射的光信號中獲取n個敏感工作波長的光信號，其中n＞1，為正整數(shù)；信號處理模塊300，所述信號處理模塊300與所述光信號接收模塊200連接，用于根據(jù)所述n個敏感工作波長的光信號對路面狀態(tài)進(jìn)行聚類分析，并輸出路面狀態(tài)的聚類分析結(jié)果信息。

可選地，所述信號處理模塊300包括：數(shù)據(jù)分析單元301，用于根據(jù)所述n個敏感工作波長的光信號計(jì)算出每個敏感工作波長的光信號的路面吸收反射值，并根據(jù)每個敏感工作波長的光信號的路面吸收反射值計(jì)算得到各個路面吸收反射值的比例關(guān)系；聚類分析單元302，其與所述數(shù)據(jù)分析單元301連接，所述聚類分析單元302用于根據(jù)所述各個路面吸收反射值的比例關(guān)系對路面狀態(tài)進(jìn)行聚類分析，然后輸出并對外發(fā)送路面狀態(tài)的聚類分析結(jié)果信息。

可選地，所述信號處理模塊300還包括：光電轉(zhuǎn)換單元303，其與所述光信號接收模塊200連接，用于將n個敏感工作波長的光信號對應(yīng)轉(zhuǎn)換為電信號，以利于數(shù)據(jù)分析單元301進(jìn)行分析處理；放大濾波單元304，其與所述光電轉(zhuǎn)換單元303連接，用于對轉(zhuǎn)換后的電信號進(jìn)行信號的放大濾波處理；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元305，其與放大濾波單元304連接，用于對放大濾波后的電信號進(jìn)行模擬信號向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號發(fā)送至所述數(shù)據(jù)分析單元301進(jìn)行路面狀態(tài)分析。

可選地，所述非接觸式路面狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，還包括：路面狀態(tài)顯示模塊400，用于無線接收所述聚類分析單元302發(fā)送的聚類分析結(jié)果信息，并顯示所述聚類分析結(jié)果信息。

可選地，所述非接觸式路面狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的工作溫度為-40℃至85℃。

可選地，所述路面狀態(tài)包括干燥狀態(tài)、積水狀態(tài)、結(jié)冰狀態(tài)和積雪狀態(tài)。

本發(fā)明至少具有以下技術(shù)效果：

本發(fā)明通過該非接觸式路面狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可全天候?qū)崟r非接觸式識別干燥、積水(濕潤)、結(jié)冰和積雪四種路面狀態(tài)，具有檢測精度高、反應(yīng)靈敏、結(jié)構(gòu)簡單和成本低便于安裝的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于高速公路、國道、機(jī)場跑道、特大橋梁及雨雪多發(fā)地區(qū)的路面監(jiān)測。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。