[发明专利]基于5G和自动驾驶的路面病害智能检测小车及沙盘展示系统

权利要求书

1.基于5G和自动驾驶的路面病害智能检测小车及沙盘展示系统，其特征在于：包括智能检测小车、沥青混凝土病害模拟沙盘；智能检测小车与沥青混凝土病害模拟沙盘相互独立；智能检测小车在车流量较小的道路上进行实时检测；与沥青混凝土病害模拟沙盘相结合，智能检测小车放置于其上，按预设路线行驶，并进行相应的路面病害检测，用于教学展示；

智能检测小车包括车体、上位机、下位机三部分；其中车体包括车架、动力系统、辅助行驶系统、摄像系统；车架为两层结构，动力系统组装在车架下层下方，辅助行驶系统组装在车架下层前侧与上层前侧，摄像系统组装在车架上层中后侧；上位机与下位机交叠安装在车架下层中后侧，上位机在下位机上方；上位机与下位机之间通过40pin排线相连，动力系统、辅助行驶系统、摄像系统控制部件与下位机之间分别通过排线相连，摄像系统拍摄部件与上位机之间通过USB接口连接线相连；下位机直接安装蓝牙通信模块；

沥青混凝土病害模拟沙盘由沥青混凝土病害模拟试件和沙盘基础结构组成；沥青混凝土病害模拟试件包括车辙试件、横向裂缝试件、纵向裂缝试件、网状裂缝试件、坑槽试件；沙盘基础结构由沙盘底板和沙盘主体组成，沙盘底板与沙盘主体间紧密粘连；沙盘基础结构设有5个大小相同的空槽，与沥青混凝土病害模拟试件进行不同排列顺序的嵌入式组合；

该系统的实施方法如下，

具体步骤如下：

步骤一：智能检测小车的组装与设置；

上位机采用树莓派主板；下位机采用亚博智能拓展板，在拓展板上安装5G通信模块，用以实现计算机对智能检测小车的实时控制，并将智能检测小车摄像头所拍摄到的视频实时回传到计算机；

控制智能检测小车的计算机连接云服务器，并设置云服务器连续读取计算机指定位置文件；设置计算机，将智能检测小车回传数据存储至指定位置文件；以此实现对智能检测小车所获取的视频数据进行计算分析；

步骤二：路面病害识别

采用基于候选区域的Faster R-CNN算法实现道路病害的识别；

Faster R-CNN是针对Fast R-CNN的一种改进算法，Faster R-CNN的基本结构，FasterR-CNN包括四个部分，分别是卷积神经网络、区域建议网络RPN、RoI池化和分类器；

步骤三：基于路面状况的自动驾驶策略调整

当智能检测小车检测到前方存在对行驶产生严重影响的检测对象；当智能检测小车遇到对行驶产生较大影响的检测对象，采用减速并保持较低速度通过的应对策略；当智能检测小车遇到对行驶产生较小影响的检测对象；

步骤四：沥青混凝土病害模拟沙盘制作；

步骤4.1：制作沥青混凝土病害模拟试件；

沥青混凝土病害模拟试件通过预制试件模具完成；沙盘涉及沥青混凝土路面病害一共五类，包括：车辙、横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝、坑槽；

步骤4.2：制作沙盘基础结构；

沙盘基础结构由沙盘主体和沙盘底板，经粘连组成；沙盘主体为ABS塑料，沙盘底板则使用木质贴装饰板制成；粘连后，在板面上喷涂灰色、黑色涂料，模拟真实沥青混凝土路面；

步骤4.3：合成沙盘；

将步骤4.1中制作的五种路面病害模拟试件嵌入步骤4.2制作的沙盘基础结构中，分别设置在沙盘中间、上下左右五个区域；

通过沥青混凝土病害模拟沙盘，将智能检测小车放置于沙盘中，智能检测小车按程序先后沿五种预制的路面病害路线行驶，智能检测小车连接检测平台，摄像头进行实时数据采集，并通过5G传入云平台进行病害检测，云平台依据识别目标，将驾驶策略结果返还智能检测小车，实现智能检测小车的驾驶策略调整。

2.根据权利要求1所述的基于5G和自动驾驶的路面病害智能检测小车及沙盘展示系统，其特征在于：智能检测小车硬件由车体、上位机、下位机三部分组成；车体由车架、动力系统、辅助行驶系统、摄像系统组成；动力系统组装：在底板上侧安装4个减速电机，在底板下侧安装动力锂电池组电源。