[发明专利]路面使用过程中的状态测定系统

摘要

本发明公开一种路面使用过程中的状态测定系统，解决了使用过程中的路面状态的多元、综合测定问题。本发明路面使用过程中的状态测定系统，首先对路面类型进行测定，然后测定路面的平整度，最后检测路面上是否存在破损；所述系统包括：检测车；路面种类测定单元，用于测定路面的类型，输出路面种类识别结果；路面平整度测量单元，用于测定路面的平整度；路面破损定位单元，用于检测路面是否有破损，检测到路面破损时，采集破损路面的图像信息，并获取所述破损路面的位置信息。本发明，路面状态测量数据的准确度高，能够准确的反应了路面状态。

主权项

一种路面使用过程中的状态测定系统，其特征在于，首先对路面类型进行测定，然后测定路面的平整度，最后检测路面上是否存在破损；所述系统包括：检测车；路面种类测定单元，用于测定路面的类型，输出路面种类识别结果；路面平整度测量单元，用于测定路面的平整度；路面破损定位单元，用于检测路面是否有破损，检测到路面破损时，采集破损路面的图像信息，并获取所述破损路面的位置信息；其中，路面种类测定单元，包括检测数据获取模块、微处理器的第一预处理模块、云服务器的第一运算模块；所述检测数据获取模块，包括安装在检测车上的前置激光雷达、加速度传感器、后置激光雷达以及CCD图像传感器 ；微处理器的第一预处理模块，包括传感器数据获取模块，用于获取所述的前置激光雷达、加速度传感器、后置激光雷达以及CCD图像传感器 ；识别模块、加速度识别模块以及图像识别模块，所述激光识别模块，用于分别获取前置激光雷达、后置激光雷达采集的激光数据，根据激光数据生成路面种类识别结果；所述加速度识别模块，用于获取加速度传感器获取的加速度数据，根据所述加速度数据生成路面种类识别结果；图像识别模块，用于获取图像采集器获取的加速度数据，根据所述图像数据生成路面种类识别结果；并将所述的路面识别结果输出至云服务器的第一运算模块；所述云服务器的第一运算模块，包括路面种类识别结果合并模块、路面种类生成单元，其中所述路面种类识别合并单元，用于根据投票法将获取的所述的路面种类结果进行合并处理，得到对应每个传感器的路面种类识别结果合并后识别结果；其中，创建的马尔科夫随机场模型的能量方程为：其中，i为被识别路段的序号，i为整数且i≥2，xi为第i个路段待优化的前置激光雷达的路面种类识别结果，xi‑1为第i‑1个路段的最终路面种类识别结果，yi为第i个路段前置激光雷达的合并后的路面种类识别结果，ui‑1为第i‑1个路段图像传感器的合并后的路面种类识别结果，wi‑1为第i‑1个路段加速度传感器的合并后的路面种类识别结果，vi‑1为第i‑1个路段后置激光雷达的合并后的路面种类识别结果，ρ为xi与xi‑1之间的链接势能，ri为xi与yi之间的链接势能，k1i‑1为xi与ui‑1之间的链接势能，k2i‑1为xi与wi‑1之间的链接势能，k3i‑1为xi与vi‑1之间的链接势能；将所述第i个路段待优化的前置激光雷达的路面种类识别结果xi所对应的数值分别带入所述能量方程进行计算，将能够使能量方程E(x,y,u,w,v)的值最小的xi对应的路面种类作为所述最终路面种类识别结果；路面平整度测量单元，包括安装在检测车上的平整度检测仪，微处理器的第二预处理模块、云服务器的第二运算模块；所述平整度测量仪包括二轴加速度传感器、激光测距传感器、里程计数传感器、陀螺仪，其中所述二轴加速度传感器用于在第t时刻时测量所述路面平整度检测仪在垂直于所述路面平整度检测仪方向上的第一加速度a_measuredy(t)和在平行于所述路面平整度检测仪方向上的第二加速度a_measuredx(t)；所述激光测距传感器用于测量所述路面平整度检测仪在第t时刻时与路面之间的距离h(t)；所述里程计数传感器用于测量所述路面平整度检测仪在第t时刻时的水平位移量sx(t)；所述陀螺仪用于测量所述路面平整度检测仪在第t时刻时与水平路面之间的旋转角度θ(t)；所述微处理器的第二预处理模块，用于获取所述的第一加速度a_measuredy(t)、第二加速度a_measuredx(t)、测量所述路面平整度检测仪、与路面之间的距离h(t)、水平位移量sx(t)、旋转角度θ(t)；并将获取的所述的第一加速度a_measuredy(t)、第二加速度a_measuredx(t)、旋转角度θ(t)和重力加速度g输出至云服务器的第二运算模块；所述第二运算模块，根据在第t时刻时，所述的第一加速度a_measuredy(t)、第二加速度a_measuredx(t)、旋转角度θ(t)和重力加速度g，计算所述路面平整度检测仪第t时刻时在竖直方向上的振动加速度ay(t)；根据所述振动加速度ay(t)，计算所述路面平整度检测仪第t时刻时在竖直方向上振动的位移量sy(t)；根据所述路面平整度检测仪与所述路面之间的距离h(t)和所述路面平整度检测仪在竖直方向上振动的位移量sy(t)，获取在所述水平位移量sx(t)范围内所述路面的路面平整度wy(t)；路面破损定位单元，包括摄像机、GPS定位器以及微处理器的第三预处理模块、云服务器的第三运算模块；所述的摄像机获取路面图像数据，GPS定位器记录当前图像帧对应的路面地理位置信息，并输出图像数据、GPS定位数据至微处理器的第三预处理模块；所述第三预处理单元用于对所述图像数据进行预处理，并将预处理后的图像数据以及图像数据的拍摄时间和GPS定位信息输出至云服务器的第三运算模块；所述云服务器的所述第三运算模块，用于对预处理后的路面数据利用图像识别方法对路面路面数据进行识别获得包含破损的路面数据，获得包含破损的路面数据以及该图像数据的拍摄时间和GPS定位信息；其中，所述的微处理器设置在检测车上，所述微处理器和所述云服务器通过无线网络进行数据传输。