激光平整度构造深度车辙检测系统的制作方法

本实用新型涉及道路质量检测领域，特别是涉及激光平整度构造深度车辙检测系统。

背景技术：

道路路面平整度、构造深度、车辙是评价路面质量的重要指标。

路面平整度关系到行车的安全、舒适以及路面所受冲击力的大小和使用寿命；路面表面的构造深度是路面粗糙度的重要指标，与路表的抗滑性能、排水和噪声等都有一定关系；车辙是路面周期性评价及路面养护中的一个重要指标，路面车辙深度直接反映了车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用期限，路面车辙深度的检测，能为决策者提供重要的信息，使决策者能为路面的维修、养护及翻修等作出优化决策。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的，本实用新型的目的是提供激光平整度构造深度车辙检测系统，能够快速精准的测量路面平整度、构造深度和车辙，从而适于推广应用。

本实用新型的激光平整度构造深度车辙检测系统，包括供电装置、装载车、下位机、上位机、距离测量系统、至少十三个激光测距传感器和加速度传感器，所述距离测量系统可拆卸固定于所述装载车车轮上，所述激光测距传感器和所述加速度传感器分别位于所述装载车车头前端位置处，所述加速度传感器位于所述激光测速传感器上部，所述激光测距传感器和所述加速度传感器分别与所述装载车可拆卸固定连接，所述激光测距传感器、加速度传感器和所述距离测量系统分别与所述下位机连接，所述下位机与所述上位机连接，所述供电装置设置于所述装载车上，所述供电装置分别与所述装载车、激光测距传感器、加速度传感器、距离测量系统、下位机和上位机连接。

本实用新型的激光平整度构造深度车辙检测系统还可以是：

所述距离测量系统内设有旋转编码器，所述旋转编码器与所述下位机连接。

所述装载车车头前端位置处设有传感器外壳，所述激光测距传感器和所述加速度传感器分别位于所述传感器外壳内，所述传感器外壳与所述装载车可拆卸固定连接。

所述传感器外壳后部设有安装支架，所述安装支架一端与所述传感器外壳连接，所述安装支架另一端与所述装载车连接，所述传感器外壳通过所述安装支架与所述装载车可拆卸固定连接。

所述激光测距传感器等间隔排列设置在所述传感器外壳内。

所述距离测量系统外部设有距离测量外壳，所述距离测量外壳设于所述装载车车轮上，所述距离测量外壳与所述装载车可拆卸固定连接。

所述距离测量外壳外侧设有固定杆，所述距离测量外壳通过所述固定杆与所述装载车车轮可拆卸固定连接。

所述上位机通过有线或无线与所述下位机连接。

本实用新型的激光平整度构造深度车辙检测系统，包括供电装置、装载车、下位机、上位机、距离测量系统、至少十三个激光测距传感器和加速度传感器，所述距离测量系统可拆卸固定于所述装载车车轮上，所述激光测距传感器和所述加速度传感器分别位于所述装载车车头前端位置处，所述加速度传感器位于所述激光测速传感器上部，所述激光测距传感器和所述加速度传感器分别与所述装载车可拆卸固定连接，所述激光测距传感器、加速度传感器和所述距离测量系统分别与所述下位机连接，所述下位机与所述上位机连接，所述供电装置设置于所述装载车上，所述供电装置分别与所述装载车、激光测距传感器、加速度传感器、距离测量系统、下位机和上位机连接。这样，装载车启动行驶在道路上，通过安装在装载车车头前端的两个激光测距传感器和加速度传感器来进行车辙的计算；激光测距传感器通过标定后，建立了一个距离变化量和电压变化量之间线性关系的比例系数，激光测距传感器测得一个电压变化量，就可求得距离变化量。然而，激光测距传感器是固定在设备装载车上的，检测是在高速行驶状态下进行的，由于路面不平，车辆会产生颠簸，造成激光测距传感器测得的上下位移不准确，所以用加速度传感器的惯性技术对车辆的颠簸进行修正，从而能够精确测得某一时刻激光测距传感器上下位移量，再通过安装在设备装载车轮胎上的距离测量系统，采集轮胎旋转所得到的脉冲数，通过软件标定，建立脉冲和距离的相关系数，进而精确测得装载车行驶距离和当前车速，并将激光测距传感器、加速度传感器和距离测量系统采集电压信号和脉冲信号通过集成电路板对采集的信号进行相应的滤波和转换等处理后传输给下位机，下位机再将采集信号发送给上位机，在上位机中通过采集信号进行整合计算，最终计算出路面平整度指数、构造深度和车辙等数据指标。本实用新型提供的激光平整度构造深度车辙检测系统，能够快速精准的测量路面平整度、构造深度和车辙，从而适于推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的激光平整度构造深度车辙检测系统的结构主视图。

图2是本实用新型的激光平整度构造深度车辙检测系统的结构侧视图。

图号说明

1…供电装置 2…装载车 3…下位机

4…上位机 5…距离测量系统 6…激光测距传感器

7…加速度传感器 8…车轮 9…旋转编码器

10…传感器外壳 11…安装支架 12…距离测量外壳

13…固定杆

具体实施方式

下面结合附图的图1至图2对本实用新型的激光平整度构造深度车辙检测系统作进一步详细说明。

本实用新型的激光平整度构造深度车辙检测系统，请参考图1-2，包括供电装置1、装载车2、下位机3、上位机4、距离测量系统5、至少十三个激光测距传感器6和加速度传感器7，所述距离测量系统5可拆卸固定于所述装载车2车轮8上，所述激光测距传感器6和所述加速度传感器7分别位于所述装载车2车头前端位置处，所述加速度传感器7位于所述激光测速传感器6上部，所述激光测距传感器6和所述加速度传感器7分别与所述装载车2可拆卸固定连接，所述激光测距传感器6、加速度传感器7和所述距离测量系统5分别与所述下位机连接，所述下位机与所述上位机连接，所述供电装置设置于所述装载车2上，所述供电装置1分别与所述装载车2、激光测距传感器6、加速度传感器7、距离测量系统5、下位机3和上位机4连接。这样，装载车2启动行驶在道路上，通过安装在装载车2车头前端的两个激光测距传感器6和加速度传感器7来进行车辙的计算；激光测距传感器6通过标定后，建立了一个距离变化量和电压变化量之间线性关系的比例系数，激光测距传感器6测得一个电压变化量，就可求得距离变化量。然而，激光测距传感器6是固定在设备装载车2上的，检测是在高速行驶状态下进行的，由于路面不平，车辆会产生颠簸，造成激光测距传感器测得的上下位移不准确，所以用加速度传感器7的惯性技术对车辆的颠簸进行修正，从而能够精确测得某一时刻激光测距传感器6上下位移量，再通过安装在设备装载车2轮胎上的距离测量系统，采集轮胎旋转所得到的脉冲数，通过软件标定，建立脉冲和距离的相关系数，进而精确测得装载车行驶距离和当前车速，并将激光测距传感器6、加速度传感器7和距离测量系统5采集电压信号和脉冲信号通过集成电路板对采集的信号进行相应的滤波和转换等处理后传输给下位机3，下位机3再将采集信号发送给上位机4，在上位机4中通过采集信号进行整合计算，最终计算出路面平整度指数、构造深度和车辙等数据指标。例如：采集到激光激光测距传感器的电压值为5.0V，下一次(1cm采集一次)采集到的电压值为4.9V，标定参数为63mm/V，则位移变化值为(5.0-4.9)*63＝6.3mm。将一定段长(例如100米)内的位移变化值带入国际平整度指数计算模型，即得到国际平整度指数IRI值。构造深度采样间距更密(1mm采集一次)，将300mm内的测点的高度数列进行二次抛物线回归后的计算残差，即为构造深度TD值。将所有激光点照射在一个水平面上，采集此状态电压值，即采集基准面的电压值，当激光点照到不同高度时，电压值会发生变化，根据电压变化，再结合标定参数可计算出激光点高度的变化，所有激光点高度变化带入车辙计算公式即可算得当前断面车辙RUT值。本实用新型提供的激光平整度构造深度车辙检测系统，能够快速精准的测量路面平整度、构造深度和车辙，从而适于推广应用。

本实用新型的激光平整度构造深度车辙检测系统，请参考图1-2，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述距离测量系统5内设有旋转编码器9，所述旋转编码器9与所述下位机3连接。这样，通过旋转编码器9采集轮胎旋转所得到的脉冲数，通过软件标定，建立脉冲和距离的相关系数，进而精确测得车行驶距离和当前的车速。进一步的优选方案是：所述装载车2车头前端位置处设有传感器外壳10，所述激光测距传感器6和所述加速度传感器7分别位于所述传感器外壳10内，所述传感器外壳10与所述装载车2可拆卸固定连接。这样，在装载车2前端安装一个传感器外壳10，并将所述激光测距传感器6和所述加速度传感器7安装在传感器外壳10内，从而有效的保护激光测距传感器6和所述加速度传感器7，而且防止灰尘、污泥等杂质损坏激光测距传感器6和加速度传感器7，从而提高测量精确度。进一步的优选方案是：所述传感器外壳10后部设有安装支架11，所述安装支架11一端与所述传感器外壳10连接，所述安装支架11另一端与所述装载车2连接，所述传感器外壳10通过所述安装支架11与所述装载车2可拆卸固定连接。这样，通过安装支架11将传感器外壳10固定在装载车2上，方便工作人员安装和维护。还可以是：所述激光测距传感器6等间隔排列设置在所述传感器外壳10内。这样，激光测距传感器6等间隔排列在传感器外壳10内，可以提高其测量精度。还可以是：所述距离测量系统5外部设有距离测量外壳12，所述距离测量外壳12设于所述装载车2车轮8上，所述距离测量外壳12与所述装载车2可拆卸固定连接。这样，在所述距离测量系统5外部设有距离测量外壳12，可以有效保护距离测量系统5。还可以是：所述距离测量外壳12外侧设有固定杆13，所述距离测量外壳12通过所述固定杆13与所述装载车2车轮8可拆卸固定连接。这样，通过固定杆13将距离测量外壳12和车轮8进行固定和定位，从而提高距离测量外壳12的稳定性。还可以是：所述上位机4通过有线或无线与所述下位机3连接。这样，通过有线或无线(WIFI、蓝牙等)的连接方式将上位机4和下位机3进行连接，保证下位机3和上位机4之间正常通信。

上述仅对本实用新型中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本实用新型的保护范围。