[发明专利]一种列阵激光标线‑面阵CCD高分辨大视场测量系统与方法

说明书

技术领域

本发明属于针对道路、平台的高分辨、大视场路面特性测试技术领域，尤其是一种列阵激光标线-面阵CCD高分辨大视场测量系统与方法。

背景技术

在CCD图像探测与测量技术中，以CCD为基础的光电技术已成为现代高新技术的核心，广泛用于摄像、监测、检测设备中，特别是在现代先进的路面状况自动智能检测设备中，激光图像--CCD探测技术更是最基本的技术，因此CCD探测的技术性能(如像机的像素与帧频、探测的分辨率与测量精度、探测的视场宽度)都直接影响测量设备的技术水平和测量结果。但对一台确定的(有确定像素与帧频的)CCD其测量技术指标如；分辨率与精度及视场大小是相互矛盾的，要得到高分辨高精度，则测量视场就不能大，分之亦然。但是任何测量设备的设计理想的技术指标总是希望各项指标都同时达到最好。如路面检测设备的表面裂缝病害分辨率达到毫米，车辙和三维破损的高程测量精度达到亚毫米，平整度和纹理结构的的高程检测精度要求更高达0.1mm。同时要求检测视场宽度应达到车道宽度。然而即使最先进的价格到达500万的国内外先进设备的技术指标也远未同时达到这一理想状态。为保证检测分辨率和精度达到规程基本要求，常采用减小测量视场宽度，一般限于保证轮迹带数据的2—3米宽度，即所谓70％车道宽度要求。牺牲占全车道宽1/3的车道两侧视场的技术状况数据显然是很不完善的测量，更重要的是丢失全车道的基准信息，使测量数据只有统计价值而降低了确定性。

为保证基本分辨率和精度下扩大探测视场，人们采用分区段探测方法，但各CCD有独立的探测坐标很难保证严格拼接，需要复杂的定标调整和软件校正才能达到平顺拼接，而在表面精确测量技术中要求各段CCD坐标完全一致，对同一图像应数值严格相等，最好连接形成统一的CCD坐标，分辨率与精度及视场宽度都达到单个CCD的n倍。希望实现高精度，高分辨又实现能覆盖全车道甚至多车道的大视场高分辨测量，并有效消除各种拼接与畸变等误差的理想性能。所以超车道宽视场高分辨断面特性的测量成为急待解决的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种列阵激光标线-面阵CCD高分辨大视场测量系统与方法，通过简单的CCD平顺串联以及共水平基的设计，实现图像的匹配连接，实现对路面特性的高分辨、大视场检测。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种高分辨大视场测量系统，其包括一支撑平台、多组激光标线-面阵CCD图像采集单元、一列阵CCD同步采集控制器、一便携式水平液槽以及一计算机图像采集与处理装置，所述激光标线-面阵CCD图像采集单元、列阵CCD同步采集控制器、计算机图像采集与处理装置均置于所述支撑平台上，其中：

所述便携式水平液槽包括一个弯折的塑料膜布以及双侧壁套杆，所述塑料膜布弯折形成具有底部和侧壁的水平液槽，双侧壁套杆支撑所述侧壁，水平液槽内装有液体，该便携式水平液槽可移动地设置在待测表面；

所述激光标线-面阵CCD图像采集单元均由一组平面激光发生器和CCD成像单元组成，每组平面激光发生器、CCD成像单元与待测量表面形成三角测距关系，每个平面激光发生器用于向待测路面或便携式水平液槽发射激光标线且各激光标线连接形成一条线，每个CCD成像单元位于同一平面内且其各自的视场相互连接或部分重叠；

所述列阵CCD同步控制器与所述每个CCD成像单元连接并且用于控制各CCD成像单元同步采集各自视场内的激光标线图像，实现激光标线图像的同步分段采集，其中：所述列阵CCD同步控制器至少控制执行两次采集：所述便携式水平液槽置于待测表面时的标准激光标线采集得到基准激光标线图像，以及移除便携式水平液槽时对待测表面的激光标线采集得到待测表面激光标线图像；

所述计算机图像采集与处理装置用于接收所述CCD成像单元同步采集的图像数据，并基于所述便携式水平液槽置于待测表面时的基准激光标线图像得到待测表面激光标线图像的共水平面基的统一坐标数据表达。

进一步的实施例中，所述支撑平台置于一可移动平台上。

进一步的实施例中，所述支撑平台置于一标准载车上。

进一步的实施例中，所述CCD成像单元采用分辨率为1392*950，帧频120的CCD成像单元。

进一步的实施例中，所述平面激光发生器采用单色性良好的连续单横模平面激光发生器。(如选波长为532nm，功率为500mw的激光器)。