[发明专利]激光道路错台检测系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于公路路基路面无损检测和评价技术领域，具体地，涉及一种激光道路错台检测方法。

背景技术

路面错台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养护工作的主要内容之一。我国于2008年发布的《公路路基路面现场测试规程》（JTG059--95）中将路面在人工构造物端部接头、水泥混凝土路面或桥梁的伸缩缝以及沥青路面裂缝两侧的沉降定义为错台。

目前，国外错台测量方法主要有两种：人工法和自动检测法。

人工法主要是采用佐治亚错台仪采集错台量数据。如图1所示，美国国家高速公路和交通运输协会（AASHTO）建议的方法为通过直尺检测接缝前后相距300mm的两个点（每一边距离接缝位置不能少于75mm）的高差，当高差大于5mm即认为错台存在。

自动检测法是利用错台的存在会显著影响国际平整度指标（IRI）的特性，用传感器来检测轮迹带的纵断面数据，然后利用设备开发商提供的计算程序来计算错台数据。

现阶段，国内测量错台的主要方法还停留在人工测量阶段，即：当错台变形超过3米时，采用水准仪测量从错台一端无沉降或鼓包的位置起，沿路线纵向用皮尺量取一定距离，作为测点，在该处测量海拔高度。再向前量取一定距离，作为测点，测量海拔高度。如此重复，直至错台另一端无明显沉降或鼓包的位置为止。无特殊需要，距离错台位置的2m内应每隔0.2m量测一次，2～5m内宜每隔0.5m量测一次，5m以上可每隔1m量测一次，由此得出沉降纵断面及最大沉降值，即为最大错台高度。；当错台变形范围不足3米时，可沿道路行驶方向将3米尺搭在错台两侧，然后使用钢尺沿3米尺每隔20cm测量路面距离3米尺的距离，最后选取测量最大值为最大错台高度。

在《水泥混凝土路面维修养护手册》中规定错台高度在5mm～10mm属于轻度错台，大于10mm属于重度错台，5mm以下可以忽略，以上标准数据需应用在错台识别中作为阈值，可根据不同的标准进行更改。

然而，上述现有技术主要有以下几个方面的缺点：

（1）人工测量精度低，作业不安全。人工测量会引入人工读数误差与选点误差，导致测量精度较低；

（2）自动测量方式不能在同一时间获得完整的纵断面数据，不完整的纵断面数据对最终测量结果引入很大的误差。例如，采用测距机对轮迹带进行测量，在检测设备行进过程中，由于颠簸等因素，沿车行方向，激光测距机会出现左右倾斜，造成测距机所测距离变大，从而引起误差。

发明内容

本发明的目的是使用激光三角测量原理，提出一种基于道路检测车的错台自动检测方法，其能够提高错台的测量精度与测量速度。根据本发明的实施例，通过摄像机对道路纵断面进行拍摄、获取某一时刻的道路纵断面高度数据，然后对道路纵断面高度数据进行分析，以识别出道路错台位置以及错台高度。根据本发明的错台自动检测方法，其错台测量精度至少能够达到0.5mm。

根据本发明的实施例，提出了一种激光道路错台检测系统，其被安装于道路检测车辆上，用来在道路检测车辆行进的过程中检测道路纵面错台的位置和高度，所述激光道路错台检测系统包括图像采集模块与数据分析模块，所述图像采集模块包括用来对道路纵面进行图像采集的传感器、以及用来存储所采集的图像的采集服务器，其中，所述传感器包括摄像机和激光器，所述激光器用来向路面照射激光线，所述激光线沿着道路纵向方向延伸，摄像机用来沿固定方向拍摄包含所述激光线的道路纵断面图像，所述数据分析模块用来读取在所述采集服务器中存储的所采集的图像，识别所述激光线在所采集的道路纵面图像中的位置，并将所识别的位置转换为道路纵面高度数据，最终根据道路纵面高度数据检测是否出现错台。

本发明的错台检测方法的有益效果主要在于：

（1）利用激光三角测量原理，能够快速、准确地测量道路错台高度，并定位错台的位置；

（2）能够在获得同一时刻完整的纵断面数据，克服了由于不完整的纵断面数据对测量结果带来大误差的问题；

（3）本发明可采用面阵相机，极大地消除了车辆颠簸带来的影响。

附图说明

图1是作为现有技术的AASHTO所建议的人工法的错台测量示意图；

图2为根据本发明的实施例的错台检测系统的示意图；

图3为根据本发明的实施例的错台检测系统的图像采集模块的组成示意图；

图4为根据本发明的实施例的错台检测系统的数据分析模块的组成部件的概略图；

图5为根据本发明的实施例的错台检测系统的图像采集模块采集的图像数据的示意图；