[发明专利]路桥路面裂缝检测系统及其检测方法

摘要

本发明公开一种路桥路面裂缝检测系统，包括超声波发射模块、超声波接收模块、路径定位模块、时间标记模块、数据统计模块、有效整理模块、二维绘制模块、三维绘制模块、处理器、存储模块、裂缝识别模块、裂缝判断模块和显示模块；用于通过超声波进行检测，解决采用图像技术进行检测受亮度的影响的问题；将裂缝绘制成三维图，以便于清晰直观的观察裂缝的结构及参数；本发明通过超声波发射模块用于向路桥路面垂直发射超声波信号；超声波接收模块接超声波返回信号；利用公式Li＝(T2i‑T1i)*V获取得到深度Li；然后利用超声波发射模块为基础轴，Li/2的长度即可代表超声波反射点的坐标，将超声波反射点的坐标连接绘制平面，即可得到裂缝二维剖视图。

主权项

1.路桥路面裂缝检测系统，其特征在于，包括超声波发射模块、超声波接收模块、路径定位模块、时间标记模块、数据统计模块、有效整理模块、二维绘制模块、三维绘制模块、处理器、存储模块、裂缝识别模块、裂缝判断模块和显示模块；所述超声波发射模块用于向路桥路面垂直发射超声波信号；所述超声波接收模块用于接收超声波发射模块向路桥路面垂直发射超声波后的返回信号；所述路径定位模块用于检测路桥路面裂缝时超声波发射模块的行走路径及与路径对应的定位坐标；所述路径定位模块将记录的路径及对应的定位坐标信息发送至处理器模块；所述处理器接收路径定位模块发送的路径及对应的定位坐标信息并将数据在存储模块内进行存储；所述时间标记模块用于标记超声波发射模块发射时间、超声波接收模块接超声波返回信号时间及路径定位模块行走记录路径的时间；所述时间标记模块将标记的超声波发射模块发射时间、超声波接收模块接超声波返回信号时间及路径定位模块行走记录路径的时间信息发送至数据统计模块接收时间标记模块发送的信息并将信息进行统计；所述数据统计模块将时间标记模块的记录信息和路径定位模块的记录信息统计后发送至有效整理模块；所述有效整理模块接收数据统计模块的统计信息并对信息进行有效性处理，具体处理步骤如下：步骤一：设定标记的超声波发射模块发射时间记为T_1i；超声波接收模块接超声波返回信号时间记为T_2i；超声波的传输速度记为V；步骤二：利用公式L_i＝(T_2i‑T_1i)*V获取得到深度L_i；步骤三：设定时间节点记为t i；通过同一路径不同时间节点t i进行有效整理；具体表现为：设定L₁为起始点，下一节点为L₂，依次类推，最终节点为L_i；然后L₁与L₂……L_i值相比较，当出现L₁与L_i‑1值相等且L₁与L_i‑1中的最大值满足L_max‑L₁>g；其中g是固定预设值；L_max‑L₁代表裂缝的最大深度；则L₁与L_i‑₁为有效数据；当出现L₁与L_i‑1值相等且L₁与L_i‑1中的最大值满足L_max‑L₁<g，则L₁与L_i‑1为无效数据，且取L_i‑1值为起始点，依次按照时间节点ti顺序与L_i比较，进行有效数据提取；步骤四：提取有效数据并进行整理存储；所述有效整理模块将提取的有效数据信息发送至二维绘制模块；二维绘制模块接收有效整理模块发送的有效数据并对数据进行二维面绘制，具体绘制步骤如下：步骤一：设定同一时间节点t i不同位置采集点的数据绘制在同一二维图上；设定同一时间节点ti的不同位置的超声波检测点测得最低端值依次记为d₁₁、d₁₂、……、d_1i；步骤二：将d₁₁、d₁₂、……、d_1i绘制在同一二维图上，并将相邻两点进行中心点连线，形成同一时间节点t i的二维图；所述二维绘制模块将绘制的二维图发送到三维绘制模块上；三维绘制模块接收二维绘制模块发送的二维图并将其合成三维图，合成步骤如下：步骤一：将不同节点的t i按照检测时间顺序依次合成，形成裂缝立体三维图；步骤二：将裂缝立体三维图内的裂缝边缘点提取出，形成裂缝立体结构，具体表现为，对同一时间节点t1对应的裂缝边缘点进行提取，提取过程如下：a：通过d₁₁起始点进行依次对比，当出现d₁₁＝d₁₂时，即两个相邻点相等，则设定d₁₂为起始点，依次类推，当d₁₁＝d_1n时，提取d₁₁、d_1n及d₁₁与d_1n之间的点；b：提取不同时间节点t i的裂缝边缘点进行提取，通过不同时间节点t i的裂缝边缘点进行连线形成裂缝三维结构图；所述三维绘制模块将绘制的裂缝三维结构图信息发送至处理器上，处理器接收三维绘制模块发送的绘制的裂缝三维结构图信息并将信息在存储模块上进行存储；所述裂缝识别模块用于对存储模块内部存储的裂缝三维结构图进行识别，具体识别步骤如下：S1：获取裂缝三维结构图的俯视图；S2：提取俯视图内的裂缝槽口边缘线，形成封闭槽口图形；S3：对封闭槽口图形进行提取并将其标记为特征图形；所述裂缝识别模块将封闭槽口图形的特征图形发送至裂缝判断模块；所述裂缝判断模块接收裂缝识别模块发送的封闭槽口图形的特征图形并对信息进行判断，判断步骤如下：步骤一：判断封闭槽口图形的裂缝的条数J；步骤二：当裂缝条数J＝1，对裂缝进行中心点识别并建立坐标系，测量裂缝与坐标系X轴的夹角α，当夹角α≤45度，则为横向裂缝；当夹角α≥45度，则为纵向裂缝；步骤三：当裂缝条数J>1，且裂缝形成封闭图形；则为网状裂缝。