专利名称：一种沥青路面构造深度的测量方法
技术领域：
本发明属于测量构造深度的技术领域，是一种浙青路面构造深度的测量方法。
背景技术：
随着交通事业的不断发展和路面等级的不断提高，浙青路面得到越来越多的应用。但随着交通量的增加，车辆速度的不断提高，导致交通事故不断发生，使得路面的抗滑问题日益突出。交通事故的发生与路面的抗滑性能有很大的关系，而路面的平均纹理与路面断面构造深度之间有良好的相关性，而表面构造深度较大的浙青路面可以提供较高的摩阻力，特别是在积水或冰雪的情况下，如果能够改善路面的抗滑性能，将在很大的程度上减少事故的发生。在降雨量较大的地区，如果浙青路面表面没有足够的构造深度来排水和蓄水，容易发生交通事故。因此，现阶段的浙青路面的抗滑问题解决的重点之一是检测路面的构造深度。在现阶段，路面构造深度的检测方法和装置很多，常用的方法有人工铺沙法、数字图像检测法、激光测距仪。其中，人工铺沙法效率低，且测试结构受人为干扰的因素很多，重现性差，不易于潮湿天气测量，对于里程较长的公路，只能选择某些路段进行抽样调查，降低了测试结果对整个路段的路面构造深度的评价；数字图像检测法受外界环境的光照强度和光照角度的影响很大，且图像处理算法有待进一步提高；激光测距仪所得到的结果是不连续的，不能真实再现路面的微观纹理特征，所以误差较大。综上，现有检测技术存在着误差大、效率低等问题，研究一种自动化程度高、操作方便、效率高、检测精确的浙青路面构造深度检测装置是十分有必要的。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种基于浙青路面构造深度的测量装置及其测量方法，本发明利用线阵激光器垂直照射到浙青路面，线性激光器发出的激光束经准直聚焦后垂直入射到路面上，由CCD相机通过对路面漫反射的激光束进行成像，并对采集到的图片实时处理，大大提高了构造深度的测量精度，且操作简单灵活，计算方便。为了达到上述目的，本发明采用如下的技术解决方案一种浙青路面构造深度测量方法，其特征在于，具体包括如下步骤步I :在手推车的前方安装三角支架，将计算机、UPS电源安装在手推车上，将编码器安装在手推车的任一轮子的轮 轴上，编码器相对于轮轴静止；将线形激光器，发射透镜，接收透镜，CXD相机固定在所述的三角支架上，使得线形激光器正对地面设置；发射透镜设置在线性激光器发射光束的光路上且两者距离为发射透镜的焦距；接收透镜设置在发射透镜的正前方，接收透镜和发射透镜的法线的夹角为Θ，且两者法线的交点落在地面上；(XD相机设置在接收透镜的前端上方且其靶面平行于接收透镜；(XD相机的靶面到接收透镜的距离为接收透镜的焦距b ;将计算机、旋转编码器、线形激光器和C⑶面阵相机分别连接UPS电源，将编码器、CCD面阵相机与计算机相连接；步2 :系统启动，分别打开计算机、UPS电源、线性激光器、编码器和CXD相机；对CCD相机标定，确定参考基准面；步3 :推动手推车在待测路面上前进，保证手推车每前进I毫米，编码器发出m个脉冲；手推车前进过程中，编码器实时向计算机发出脉冲信号，计算机每接收到m个脉冲，立即向(XD相机发送一次触发信号；步4 :线性激光器发射激光光束，光束经发射透镜到达被测浙青路面后，由于漫反 射，该光束的一部分通过接收透镜反射到CCD相机的靶面上；步5 :CCD相机实时接收计算机发送的触发信号，每接收到一次触发信号采集一幅图像，并将采集到的图像实时发送给计算机，共得到N副图像；步6:计算机对接收到的每副图像依次进行图像去噪，再对每副图像通过阈值重心法逐列进行质心提取，将每一列的质心的坐标值与该副图像中其对应的参考基准面相应列的高度坐标值相减得到差值X’，再通过公式I分别计算得到每副图像每一列所代表的高度值X，共得到M*N个高度值X，其中，M为每副图像在CXD相机的靶面上所占的列数，a为接收透镜和发射透镜的法线的交点到接收透镜6中心的距离，D为接收透镜和发射透镜的水平距离，b为接收透镜的焦距；
权利要求
1.一种浙青路面构造深度测量方法，其特征在于，具体包括如下步骤 步I :在手推车(8)的前方安装三角支架，将计算机(I)、UPS电源(2)安装在手推车(8)上，将编码器(3)安装在手推车⑶的任一轮子的轮轴上；将线形激光器(4)、发射透镜(5)、接收透镜(6)和CCD相机(7)固定在所述的三角支架上，使得线形激光器⑷正对地面设置；发射透镜(5)设置在线形激光器(4)发射光束的光路上且两者距离为发射透镜(5)的焦距；接收透镜(6)设置在发射透镜(3)的正前方，接收透镜(6)和发射透镜(5)的法线的夹角为0，且两者法线的交点落在地面上；C⑶相机(7)设置在接收透镜(6)的前端上方且其靶面平行于接收透镜￠) ;CCD相机(7)的靶面到接收透镜(6)的距离为接收透镜(6)的焦距b ;将计算机⑴、编码器(3)、线形激光器⑷和CCD面阵相机(7)分别连接UPS电源(2)，将编码器(3)、CCD面阵相机(7)与计算机(I)相连接； 步2 :系统启动，分别打开计算机(I)、UPS电源(2)、激光器(4)、编码器(3)和CCD相机(7);对0 相机(7)标定，确定参考基准面； 步3 :推动手推车(8)在待测路面上前进，保证手推车每前进I毫米，编码器(3)发出m个脉冲；手推车⑶前进过程中，编码器(3)实时向计算机⑴发出脉冲信号，计算机(I)每接收到m个脉冲，立即向CCD相机(7)发送一次触发信号； 步4:线性激光器(4)发射激光光束，光束经发射透镜(3)到达被测浙青路面后，由于漫反射，该光束的一部分通过接收透镜出)反射到CCD相机(7)的靶面上； 步5 :CCD相机(7)实时接收计算机(I)发送的触发信号，每接收到一次触发信号采集一幅图像，并将采集到的图像实时发送给计算机(1)，共得到N副图像； 步6 :计算机(I)对接收到的每副图像依次进行图像去噪，再对每副图像通过阈值重心法逐列进行质心提取，将每一列的质心的坐标值与该副图像中其对应的参考基准面相应列的高度坐标值相减得到差值x’，再通过公式I分别计算得到每副图像每一列所代表的高度值x，共得到M*N个高度值X，其中，M为每副图像在C⑶相机(7)的靶面上所占的列数，a为接收透镜(6)和发射透镜(3)的法线的交点到接收透镜￠)中心的距离，D为接收透镜(6)和发射透镜(3)的水平距离，b为接收透镜￠)的焦距； 步7 :对得到的M*N个高度值X求取算术平均值，即得到该测量区域的路面构造深度值。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，该方法还包括三维显示步骤以每幅图像所对应的高度值X作为三维坐标系中的Z轴值，以对应的高度信息的值的个数为三维坐标系中的X轴值，以采集到的图像的个数为三维坐标系中的Y轴，通过提前三维显示软件将该测量区域路面的三维形貌图像显示在计算机(I)上。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述线性激光器(4)距离地面的高度不小于I米。
4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述接收透镜(6)和发射透镜(5)的法线的夹角0取35° 50°。
5.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步3中，手推车(8)前进的总距离为I米。
全文摘要
本发明公开了一种沥青路面构造深度测量方法打开计算机、UPS电源、激光器、编码器和相机；对相机标定；推动手推车在待测路面上前进，编码器实时向计算机发出脉冲信号，激光器发射激光光束；相机接收计算机发送的触发信号采集图像并发送给计算机；计算机对接收到的每副图像依次进行图像去噪，再对每副图像通过阈值重心法逐列进行质心提取，将每一列的质心的坐标值与该副图像中其对应的参考基准面相应列的高度坐标值相减得到差值，再通过公式1计算每副图像每一列所代表的高度值，对所有得到的高度值求取算术平均值得到路面构造深度值。本发明提高了构造深度的测量精度，且操作简单灵活，计算方便。
文档编号E01C23/01GK102635056SQ20121009615
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者冯兴乐, 孙朝云, 孙瑞宁, 徐花艳, 李伟, 陈鹏 申请人:长安大学