[发明专利]一种多光谱多角度非接触式道面状态监测装置及方法

摘要

本发明提供一种多光谱多角度非接触式道面状态监测装置，该装置主要由光信号采集模块和信号处理控制模块组成，光信号采集模块包括多个波长二极管激光发射和反射接收光学系统；信号处理控制模块包括激光控制电路、光路切换单元等光电转化和信号处理系统。本发明还提供一种多光谱多角度非接触式道面状态监测装置的监测方法。本发明结构简单、实用性强、可靠稳定，有效提高了道面状态的识别率，并能够精确反演水膜和冰膜厚度，实现道面状态的非接触式在线监测，为道路交通管理部门的决策提供依据，为保障公路交通安全提供了技术保障，适用于高速公路、机场跑道等道面状态的定点式或移动式测量。

主权项

一种多光谱多角度非接触式道面状态监测装置，其特征在于：该装置主要由光信号采集模块(100)和信号处理控制模块(200)组成，所述光信号采集模块(100)包括第一光信号采集单元(110)、第二光信号采集单元(120)和第三光信号采集单元(130)，所述第一光信号采集单元(110)和第三光信号采集单元(130)位于第二光信号采集单元(120)的两侧；所述第一光信号采集单元(110)包括第一激光器(111)、第一凸透镜(112)和第一光纤(113)，所述第一激光器(111)放置在第一凸透镜(112)的相邻侧，所述第一光纤(113)放置在第一凸透镜(112)的后端；所述第二光信号采集单元(120)包括第二激光器(121)、第二凸透镜(122)和第二光纤(123)，所述第二激光器(121)放置在第二凸透镜(122)的相邻侧，所述第二光纤(123)放置在第二凸透镜(122)的后端；所述第三光信号采集单元(130)包括第三激光器(131)、第三凸透镜(132)和第三光纤(133)，所述第三激光器(131)放置在第三凸透镜(132)的相邻侧，所述第三光纤(133)放置在第三凸透镜(132)的后端；所述第一激光器(111)的发射光轴、第一凸透镜(112)的中心轴、第二激光器(121)的发射光轴、第二凸透镜(122)的中心轴、第三激光器(131)的发射光轴、第三凸透镜(132)的中心轴均在同一垂直平面内且穿过相同被测道面上的同一位置区域；所述第一激光器(111)的发射光轴和第一凸透镜(112)的中心轴与被测道面法线之间的夹角均为α，所述第二激光器(121)的发射光轴和第二凸透镜(122)的中心轴均垂直于被测道面，所述第三激光器(131)的发射光轴和第三凸透镜(132)的中心轴与被测道面法线之间的夹角均为β；所述第一激光器(111)用于在信号处理控制模块(200)的控制下，向被测道面发射波长为λ₁的激光，所述第二激光器(121)用于在信号处理控制模块(200)的控制下，向被测道面发射波长为λ₂的激光，所述第三激光器(131)用于在信号处理控制模块(200)的控制下，向被测道面发射波长为λ₃的激光；所述第一凸透镜(112)用于接收被测道面的反射光并汇聚至第一光纤(113)的输入端，传导至信号处理控制模块(200)，所述第二凸透镜(122)用于接收被测道面的反射光并汇聚至第二光纤(123)的输入端，传导至信号处理控制模块(200)，所述第三凸透镜(132)用于接收被测道面的反射光并汇聚至第三光纤(133)的输入端，传导至信号处理控制模块(200)。