一种路面三维构造检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种路面三维构造检测装置，包括：具备X轴、Y轴、Z轴三维运动机械手的龙门架式装置；由激光测距传感器、2个24V直流无刷伺服电机、1个24V直流步进电机、PLC控制模块、触摸屏、微型计算机、储蓄电源及若干连接线组成的电气控制系统。基于上述路面三维构造检测装置的检测方法，包括：系统启动；输入参数；激光测距传感器采集数据和软件处理数据；存储三维高程数据和计算几何参数。本实用新型采用激光测距技术获得被测路面的构造数据，提高了检测精度；同时，通过触摸屏控制激光测距传感器的运动姿态，方便获得被测路面的三维高程数据，降低了测量误差，提高了测量效率。
【专利说明】一种路面三维构造检测装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及路面构造检测技术，具体涉及一种路面三维构造检测装置。
【背景技术】
[0002] 随着路面交通量的增加，人们对路面交通安全问题越来越关注，路面构造检测技 术也成为【技术领域】的研究热点。现有路面构造测量方法主要包括针描法与光纤法。前者 直接与路面集料接触，虽然精度能够满足要求，但是容易造成触针磨损，检测装置生命周期 短，成本高；后者虽有着较高的测量精度与范围，但是受集料颜色的影响较大。同时，上述 二种方法仅能够还原路面二维构造曲线的高程情况，未能有效表征路面集料的三维构造特 征，导致路面构造检测误差大、效率低。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动化程度高、操作方便、 效率高、检测精确的路面三维构造检测装置。
[0004] 为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是，一种路面三维构造检测装置， 包括：具备X轴、Y轴、Z轴三维运动机械手的龙门架式装置；由激光测距传感器、2个24V直 流无刷伺服电机、1个24V直流步进电机、PLC控制模块、触摸屏、微型计算机、储蓄电源及若 干连接线组成的电气控制系统，2个24V直流无刷伺服电机分别设置在所述X轴和Y轴上， 24V直流步进电机设置在所述Z轴上，在所述Z轴的可移动滑块7搭载所述激光测距传感 器，用于发射激光和接收漫反射回的激光，所述PLC控制模块用于控制3个电机的转速与圈 数，用于带动龙门架式装置的机械手三维运动。
[0005]具体的，所述触摸屏界面包括开始、复位、急停、X轴速度、Y轴速度、X轴行程、Y轴 行程、Z轴上升、Z轴下降、点动界面和循环次数按钮。
[0006] 基于上述路面三维构造检测装置的检测方法，如图5所示，包括以下步骤：
[0007]步1，系统启动，打开微型计算机，启动激光测距传感器数据采集分析软件，接通 所述电气控制系统各部分电源，确定参考基准面，所述参考基准面即为激光测距传感器读 数为零的一个被测物测量起始位置，以保证每次测量都从被测物的同一点以及同一高度 出发；
[0008]步2,从触摸屏输入所述X轴、Y轴、Z轴的高度、运动速度、运动距离及循环次数等 参数；输入所述激光测距传感器的数据采集时间间隔参数；
[0009]步3,点击触摸屏开始按钮，搭载在龙门架式装置上的激光测距传感器按预定路径 运动，同时连续发射激光到达被测路面，接收漫反射回的激光，激光测距传感器数据采集分 析软件处理得到三维高程数据，直至完成本次预定路径运动任务；
[0010] 激光测距传感器可以实现如下运动形式，如图4所示（其中A表示X轴移动，B表 示Y轴移动）：1、X轴向前以Amm/s的速度移动Bmm;2、X轴停止；3、Y轴带动X轴侧移 Cmm;4、Y轴停止；5、X轴向后以Amm/s的速度移动Bmm。如此往复N次，可以获得2N条间 距为C mm,长度为B mm的微观构造曲线；
[0011] 步4,存储文本文件格式的三维高程数据；
[0012] 步5,通过MATLAB软件将所述三维高程数据进行线性拟合及三维表面拟合，计算 所得曲线的几何参数；几何参数包括波峰间距、波峰数量、曲线的偏斜度、曲线的陡峭度或 者曲线的分形维数。
[0013] 相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：
[0014] (1)本实用新型采用激光测距技术获得被测路面的构造数据，提高了检测精度。
[0015] (2)本实用新型通过触摸屏控制激光测距传感器的运动姿态，方便获得被测路面 的三维高程数据，降低了测量误差，提高了测量效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本实用新型龙门架式装置结构示意图。
[0017] 图2为本实用新型激光测距传感器测量原理图。
[0018] 图3为本实用新型触摸屏界面示意图。
[0019] 图4为本实用新型激光测距传感器的运动路线示意图。
[0020] 图5为本实用新型检测方法流程图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型，但本实用新型要求保护的范围并 不限于实施例表述的范围。对本领域的技术人员在不背离本实用新型的精神及保护范围的 情况下做出的其它的变化和修改，仍包括在权利要求书保护的范围内。
[0022] 实施例
[0023] 本实施例，一种路面三维构造检测装置，包括：具备X轴、Y轴、Z轴三维运动机械手 的龙门架式装置，如图1所示；由激光测距传感器、2个24V直流无刷伺服电机、1个24V直 流步进电机、PLC控制模块、触摸屏、微型计算机、储蓄电源及若干连接线组成的电气控制系 统。2个24V直流无刷伺服电机1和5分别设置在所述X轴6和Y轴4上，24V直流步进电 机2设置在所述Z轴3上，通过PLC控制模块控制所述3个电机的转速与圈数，用于带动龙 门架式装置的机械手三维运动。在所述Z轴的可移动滑块7搭载所述激光测距传感器，用 于发射激光和接收漫反射回的激光。所述触摸屏界面，如图3所示，包括开始、复位、急停、 X轴速度、Y轴速度、X轴行程、Y轴行程、Z轴上升、Z轴下降、点动界面和循环次数按钮。
[0024] 所述PLC控制模块接收所述触摸屏界面输入的参数，控制所述龙门架式装置的机 械手带动所述激光测距传感器三维运动。
[0025] 所述激光测距传感器高程计算公式为：
【权利要求】
1. 一种路面三维构造检测装置，其特征在于，包括：具备X轴、Y轴、Z轴三维运动机械 手的龙门架式装置；由激光测距传感器、2个24V直流无刷伺服电机、1个24V直流步进电 机、PLC控制模块、触摸屏、微型计算机、储蓄电源及若干连接线组成的电气控制系统，2个 24V直流无刷伺服电机分别设置在所述X轴和Y轴上，24V直流步进电机设置在所述Z轴上， 在所述Z轴的可移动滑块7搭载所述激光测距传感器，用于发射激光和接收漫反射回的激 光，所述PLC控制模块用于控制3个电机的转速与圈数，用于带动龙门架式装置的机械手三 维运动。
2. 根据权利要求1所述的一种路面三维构造检测装置，其特征在于：所述触摸屏界面 包括开始、复位、急停、X轴速度、Y轴速度、X轴行程、Y轴行程、Z轴上升、Z轴下降、点动界 面和循环次数按钮。
【文档编号】E01C23/01GK204125822SQ201420005416
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】李智, 孙杨勇, 刘涛 申请人:华南理工大学, 广东省建筑科学研究院