[发明专利]车载标线测量仪的角度调节方法和装置

权利要求书

1.车载标线测量仪的角度调节装置，其特征在于包括：多维位姿监测器、加载壳体、垂直位姿遥测器、高速双角度调节器

加载壳体使得装置外挂在现有的车载标线测量仪上；加载壳体内有多维位姿监测器、垂直位姿遥测器、高速双角度调节器；多维位姿遥测器是多维激光测距矩阵；

其中高速双角度调节器为振镜系统，调节速度不低于40千赫兹，由2个振镜组成，上部振镜为观测角调节振镜，下部振镜为入射角调节振镜，以不低于40千赫兹的频率调整从车载标线测量仪出射的光束角度即入射角和进入车载标线测量仪的光束角度即观测角，角度定位精度优于0.01°；

观测角调节振镜出光孔在观测角调节振镜观察镜片的下端，入射角调节振镜进光孔在入射角调节振镜观察镜片的下端；观测角调节振镜第一镜片和观测角调节振镜第二镜片在观测角调节振镜观察镜片右侧，入射角调节振镜第一镜片和入射角调节振镜第二镜片在入射角调节振镜观察镜片右侧；

观测角调节振镜第一镜片和观测角调节振镜第二镜片初始位置为平行关系，入射角调节振镜第一镜片和入射角调节振镜第二镜片初始位置为平行关系；当处于初始位置时，照明光束和外部入射光束的方向不发生改变；观测角调节振镜第一镜片在观测角调节振镜第二镜片的左上方，入射角调节振镜第一镜片在入射角调节振镜第二镜片的左上方。

2.应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于：

当进行角度调节时，观测角调节振镜第一镜片和观测角调节振镜第二镜片的夹角的2倍即为外部入射光束角度调节值pg，入射角调节振镜第一镜片和入射角调节振镜第二镜片的夹角的2倍即为照明光束角度调节值pr；照明光束角度调节值pr为入射角调节值，照明光束角度调节值pr减去外部入射光束角度调节值pg为观测角调节值。

3.应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于：

照明光束从车载标线测量仪的照明镜头穿过接收镜头连接光阑，控制观测角调节振镜第二电机使得观测角调节振镜第二镜片发生偏转，使得照明光束射入到观测角调节振镜第二镜片上，控制观测角调节振镜第一电机使得观测角调节振镜第一镜片发生偏转，使得从观测角调节振镜第二镜片上反射出的照明光束可以射入到观测角调节振镜第一镜片上，被反射穿过观测角调节振镜观察镜片上的观测角调节振镜出光孔；外部入射光束通过入射角调节振镜观察镜片上的入射角调节振镜进光孔，控制入射角调节振镜第一电机使得光束入射到入射角调节振镜第一镜片后被反射到入射角调节振镜第二镜片上，控制入射角调节振镜第二电机使得入射角调节振镜第二镜片将光束反射到照明镜头连接光阑。

4.应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于：

(1)将所述装置挂载在车载标线测量仪上；

(2)启动车载标线测量仪，按照车载标线测量仪厂家的要求进行初始化，初始化观测角，初始化入射角，初始化横向摆动角，初始化路面测量阈值，初始化道路交通标线逆反射性能的测量系数值，初始化道路交通标线的测量类型和数量，初始化定位信息；调节车载标线测量仪的观测角、入射角，进行自标定；

(3)启动装置，进行初始化，使得多维位姿监测器和垂直位姿遥测器数据清零，高速双角度调节器保持初始位置使得不影响车载标线测量仪的光线出射和入射；

(4)垂直位姿遥测器工作；在车载标线测量仪测量方向测得1个高程序列CH；计算高程序列CH中前后位置的高程差p0和左右位置的高程差q0，得到车载标线测量仪的纵向倾角初始值a0＝arctan(p0/w)，横向倾角初始值b0＝arctan(q0/w)，其中w为垂直位姿遥测器中两个测点之间的水平距离；将高程差之和(p0+q0)除以4得到理论垂直高度初始值LCH0；

(5)垂直位姿遥测器测得垂直位姿发生变化时多维位姿监测器自动工作；若垂直位姿没发生变化，需要手动启动多维位姿监测器；

(6)多维位姿监测器工作；往高速计算模块里输入对应车载标线测量仪的测量距离和测量范围，高速计算模块控制多维位姿监测器的激光投射在前方地面上形成以车载标线测量仪测量距离为中心线、测量范围为边长的矩形，激光点数可为2×2，得到一个前置位置的道路表面高程矩阵FH；将道路表面高程矩阵FH中纵向分布的高程数据进行计算，得到高程差Z0，得到纵向初始倾角βs10＝arctan(k/Z0)，其中k为计算高程差Z0用到的不同测点间的水平距离；将道路表面高程矩阵FH中横向分布的高程数据进行计算，得到高程差H，得到横向初始倾角βs20＝arctan(j/H0)，其中j为计算高程差H0用到的不同测点间的水平距离；

(7)计算得到纵向初始倾角差dβ10＝βs10-a0，横向初始倾角差dβ20＝βs20-b0；

(8)启动车载标线测量仪，进行动态测量，装置根据内置的加速度传感器动态序列判断车载标线测量仪处于动态测量状态，自动进入工作状态；

(9)垂直位姿遥测器工作；在车载标线测量仪测量方向测得1个高程序列CHi；计算高程序列CHi中前后位置的高程差pi和左右位置的高程差qi，得到车载标线测量仪的纵向倾角动态值ai＝arctan(pi/w)，横向倾角动态值bi＝arctan(qi/w)；将高程差之和(pi+qi)除以4得到垂直高度动态值LCHi；

(10)垂直位姿遥测器测得垂直位姿发生变化时多维位姿监测器也同时自动工作；多维位姿监测器工作，测得道路表面实时高程矩阵FHi；将道路表面高程矩阵FHi中纵向分布的高程数据进行计算，得到实时高程差Zi，得到纵向实时倾角βs1i＝arctan(k/Zi)；将道路表面高程矩阵FHi中横向分布的高程数据进行计算，得到高程差Hi，得到横向实时倾角βs2i＝arctan(j/Hi)；

(11)若垂直位姿没发生变化，高速计算模块判断加速度传感器数据有误，此时车载标线测量仪尚未启动，则多维位姿监测器不启动，装置等待车载标线测量仪启动，此时通过加速度传感器动态序列和垂直位姿遥测器测得垂直位姿是否发生变化来判断车载标线测量仪是否启动；

(12)计算得到纵向实时倾角差dβ1i＝βs1i-ai，横向实时倾角差dβ2i＝βs2i-bi；

(13)计算得到纵向实时倾角修正值x1＝dβ1i-dβ10，横向实时倾角修正值x2＝dβ2i-dβ20；

(14)高速计算模块将x1和x2数据进行处理，控制高速双角度调节器中的观测角调节振镜在纵向和横向上产生角度偏差x1和x2，控制入射角调节振镜在纵向和横向上产生角度偏差x1和x2，调整从车载标线测量仪出射的光束角度即入射角和进入车载标线测量仪的光束角度即观测角，使得出射的光束与测量区域平面形成的夹角为1.24°，出射的光束与进入车载标线测量仪的光束夹角为1.05°；

(15)若车载标线测量仪继续测量，则重复步骤(8)～(12)；

(16)若车载标线测量仪停止测量，则停止工作。