[发明专利]一种基于车载激光雷达的道路巡检系统与方法

说明书

本发明提供了一种基于车载激光雷达的道路巡检系统与方法，该系统包括：车载惯性导航装置，单线激光雷达，高精度GPS定位设备以及车载边缘计算智能盒子；基于所述系统提出了一种基于车载激光雷达道路巡检方法，包括以下步骤：设备安装、数据采集、数据处理、数据上传。本发明提出的道路检测系统和方法对测量环境要求低，且检测范围广泛，单次测量即可满足多车道、全路幅的道路检测，且检测结果精度较高；并且由于测量方式为车载测量，测量速度快，效率高，适合大范围的道路检测，可以大大缩短检测周期，在同等检测覆盖范围下也有效缩短了检测频次，更节省人力成本。

技术领域

本发明涉及道路智能快速巡检领域，特别是涉及一种基于车载激光雷达的道路巡检系统与方法。

背景技术

道路运输以其快捷、方便、门对门直达的优势位于公路、铁路、航空、管道、水运等五大运输方式之首，在国家经济发展中占有极其重要的地位。截止2019年底，我国已经有通车公路总里程超过501万公里，在新建道路的同时，必须对原有道路进行养护与维修作业，以确保行车安全并降低运营成本。但一方面，传统道路检测方法存在诸多弊端，如手推式断面仪法等人工作业方法存在耗时费力、操作麻烦的问题，而激光传感器、线扫描成像等专业设备虽然检测自动化程度较高，但其检测范围一般仅能覆盖一条车道(3.5m左右)，单次检测不能全面反映道路状况。另一方面，道路质量管理任务分别由省市公路管理局、路政局、地方养护公司、交通部基本建设质量监督总站等部门共同承担。每一环节的数据交互存在流程复杂、阻隔明显等问题，导致众多检测工作重复进行，浪费了大量的人力物力投入。因此，利用自动化程度高且覆盖面广的专业检测设备实现道路全路幅的周期性检测，并对道路质量检测数据进行统一部署管理是提高道路服务水平，是保证行车安全的必要举措。

发明内容

本发明的目的是提供一种车载便携轻量化智能巡检系统与方法，以实现智能化、便捷化的道路快速巡检。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于车载激光雷达的道路巡检系统，包括：

车载惯性导航装置：用于测量汽车的惯性；

激光雷达：用于对待检测的路面区域进行扫描；

高精度定位设备：用于获得汽车的精准位置；

车载边缘计算智能盒子：用于满足道路检测相关算法运行需求的计算机硬件设备和接收、传输各类数据信号的硬件接口。

优选地，所述车载边缘计算智能盒子和所述车载惯性导航装置放置在车辆内部，通过车内电源进行供电；将所述单线激光雷达固定于车身后方上部；所述高精度定位设备放置于车辆顶部，其上方不被其他遮挡物遮挡。

优选地，所述激光雷达的激光发射器发出的扫描线不被车身遮挡，所述扫描线与道路中轴线保持垂直，扫描线与地面的交线距车尾的距离为2-3米。

一种基于车载激光雷达的道路巡检方法，包括以下步骤：

S1、设备安装：将系统所需设备安装于车身各个部位并确保电源供应；在进行测试之前，在地面沿单一方向绕8字型循环行驶至少10次完成所述车载惯性导航装置的初始对准，在检测过程中避免倒车行为；

S2、数据采集：对目标路段进行检测，检测车行驶速度控制在30-45km/h之间；

S3、数据处理：数据采集完成后，利用所述车载边缘计算智能盒子搭载的点云数据处理方法分析激光雷达点云数据，分别获得道路的平整度和路面形变类病害分布；

S4、数据上传：将所采集到的道路检测数据通过在线或离线的方法统一上传至后端数据库，作为大数据分析或可视化展示的数据源。

优选地，所述步骤S3中点云数据处理方法包括：