[發(fā)明專利]一種基于無人機的路面跳車檢測裝置與方法

有效

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• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113340239B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設計）人: 馬濤;崔亮;朱俊清;韓誠嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30;B64C39/02;B64D47/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發(fā)明公開了一種基于無人機的路面跳車檢測裝置，包括點激光器、直流電源、工控機、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、橫桿、數(shù)據(jù)線、無人機和計算機，無人機中部搭載直流電源和工控機，無人機下方搭載一根橫桿，橫桿下方掛載點激光器，點激光器通過電源線與直流電源進行連接，所述直流電源與工控機進行連接，工控機通過數(shù)據(jù)線與點激光器進行數(shù)據(jù)傳輸，所述工控機上安裝有無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊作為工控機與地面端的計算機進行通信的媒介；本發(fā)明的檢測方法將無人機遙感與激光檢測技術進行結(jié)合，根據(jù)點激光器測得的路面點高程數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理后判斷路面跳車情況。本發(fā)明實現(xiàn)在較短的時間內(nèi)完成公路路面跳車情況的檢測，檢測效率高。

技術領域

本發(fā)明涉及路面跳車檢測裝置與方法，尤其涉及一種基于無人機的路面跳車檢測裝置與方法。

背景技術

自上個世紀九十年代起，我國的公路建設進入快速發(fā)展階段。根據(jù)交通運輸部統(tǒng)計，截止2019年末全國高速公路里程達14.96萬公里，公路總里程達到501.25萬公里，公路密度52.21公里/百平方公里，公路養(yǎng)護里程495.31萬公里，占公路總里程98.8％。在公路選線定線過程中會不可避免的經(jīng)過河流、原有道路等路段，需要建設橋梁、涵洞、通道等構(gòu)造物來進行部分路段的銜接。隨著公路的運營，在橋涵等構(gòu)造物與路面之間的過渡段時常出現(xiàn)的路面跳車問題引起了人們的關注。路面跳車現(xiàn)象是指由于路面異常突起或沉陷等損壞引起的車輛突然顛簸。導致路面跳車的主要原因是橋涵等剛性結(jié)構(gòu)物與路堤的剛度不同，在連續(xù)行車荷載和自重作用下產(chǎn)生的沉降量不一樣，較大的沉降差在連接處形成臺階，從而出現(xiàn)路面跳車病害。路面跳車會加劇公路的局部損壞，縮短公路使用壽命，影響行車舒適性，嚴重時會危及行車安全。

對于路面跳車的現(xiàn)有檢測主要依靠人工，存在檢測效率低、準確性差、危險系數(shù)高等問題。同時，對于路面跳車的判斷受到車輛運行狀態(tài)和車上人員主觀因素的影響，這種判斷標準無法準確和定量描述出路面跳車的嚴重程度。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種實現(xiàn)準確、安全檢測公路路面跳車的基于無人機路面跳車檢測裝置與方法。

技術方案：本發(fā)明的路面跳車檢測裝置，包括點激光器、直流電源、工控機、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、橫桿、數(shù)據(jù)線、無人機和計算機；所述無人機中部搭載直流電源和工控機，所述無人機下方搭載一根橫桿，所述橫桿下方掛載點激光器；

所述點激光器采集路面信息；所述直流電源通過電源線分別與點激光器、工控機連接；所述工控機通過數(shù)據(jù)線與點激光器連接，實時記錄點激光器采集的數(shù)據(jù)信息；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊安裝在工控機上；所述計算機設于地面端，通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊給工控機發(fā)送指令，控制點激光器的開機和關閉。

本發(fā)明的路面跳車檢測方法，包括如下步驟：

(s1)制定無人機掛載點激光器的巡檢方案；

(s2)利用無人機掛載點激光器對道路進行實際檢測；

(s3)對點激光器采集的數(shù)據(jù)進行處理；

(s4)對路面跳車情況進行判斷，通過被測路段最大高程與最小高程的差值，得到最終檢測結(jié)果。

進一步，所述步驟(s1)中包括如下步驟：

(s11)設定路面跳車檢測區(qū)域位于道路輪跡帶處，采用一次飛行同時檢測一條車道的兩條輪跡帶，實測車道主要輪跡帶分布情況，并設定檢測采用單側(cè)輪跡帶寬度；

(s12)根據(jù)輪跡帶分布寬度，選用一橫桿來掛載點激光器，采用四個點激光器來進行檢測，橫桿兩側(cè)各放置兩個點激光器，調(diào)整每側(cè)點激光器之間的距離，確保單側(cè)點激光器覆蓋輪跡帶寬度；

(s13)對待檢路段車流量、障礙物分布以及高度進行調(diào)查，根據(jù)障礙物高度和路線走向，制定無人機航線使無人機在車道上方飛行，同時在非機動車道上選擇合適的起飛、降落位置；