路面平整度检测仪及路面平整度测量方法_3

文档序号:9213320阅读:来源:国知局
[0063]需要说明的是,位置敏感器件PSD 176上光斑的位置与该垂直距离有一个映射关系表。具体的,旋转角度相同时,位置敏感器件PSD上不同位置的光斑对应于不同的垂直距离,而旋转角度不同时,位置敏感器件PSD上相同位置的光斑也会对应于不同的垂直距离。
[0064]举例来说,假设位置敏感器件PSD的长度10为厘米,当旋转角度保持3度不变时,光斑透射在位置敏感器件PSD上第2厘米处时,对应的可动双面反光镜172中心到目标点的距离为30.6厘米,此时,路面平整度检测仪与待测试路面之间的垂直距离为30.1厘米;光斑透射在位置敏感器件PSD上第5厘米处时,对应的可动双面反光镜172中心到目标点的距离为30.2厘米,此时,路面平整度检测仪与待测试路面之间的垂直距离为30厘米等等;同理,当旋转角度分别在I度或3度时,光斑都透射在位置敏感器件PSD上第5厘米处,此时,目标点位于同一个球面上,这个球面是以可动双面反光镜127中心半径为30厘米的圆,如图4所示。而通常实际路面是一个水平面,那么扫描镜从I度扫到3度的过程中,光斑显然不会是一个固定的位置。所以,路面平整度检测仪与待测试路面之间的垂直距离也会相应发生变化。
[0065]为了获得待测试路面与路面平整度检测仪的精确垂直距离,本发明采用查表的方式实现。比如旋转角度为I度时,光斑透射到PSD的Xl位置处,查找设置于仪器内部的光斑位置-路面装置距离映射表Tl (映射表Tl实际上是一个二维矩阵或者一个映射函数),即可以得到旋转角度为I度且Xl位置时,路面平整度检测仪与待测试路面之间的垂直距离。同理,旋转角度为3度时,光斑透射到PSD的x3位置处,查找旋转角度为3度且x3位置对应的映射表T3,即可以得到旋转角度为3度且光斑在x3位置时,路面平整度检测仪与待测试路面之间的垂直距离。
[0066]上述内容提到的是扫描式激光仪的工作模式。在实际的旋转矫正应用中,通过陀螺仪可以测得测试车辆底盘的旋转角度,假设是3度,而通过将可动双面反光镜反向旋转3度来纠正扫描式激光仪发射的激光束打偏的效应,此时,扫描式激光仪实际测量的是-3度时,路面平整度检测仪与待测试路面之间的距离。所以,查找-3度时对应的光斑位置-路面装置距离映射表,即可得到测试车辆底盘与待测试路面之间的垂直距离,也是-3度时路面平整度检测仪与待测试路面之间的距离。
[0067]因此,当旋转角度变化时,通过处理器控制可动双面反射镜转动到相应的角度,根据旋转角度、位置敏感器件PSD上光斑的位置、垂直距离三者之间的映射关系,就可以准确的求出路面平整度检测仪与待测试路面之间的垂直距离。
[0068]相应的,处理器15,还用于根据上述路面平整度检测仪与待测试路面之间的垂直距离H(t)和路面平整度检测仪在竖直方向上振动的位移量sy (t),获取在水平位移量sx(t)范围内待测试路面的路面平整度wy (t)。
[0069]本发明实施例二提供的路面平整度检测仪,通过利用校正装置对路面平整度检测仪与待测试路面之间的距离进行校正,准确求出了路面平整度检测仪与待测试路面之间的垂直距离,为后续求路面平整度奠定了基础,提高路面平整度检测仪的测量精度。
[0070]图5为本发明路面平整度测量方法实施例一的流程图。本发明实施例一提供的路面平整度测量方法,使用路面平整度检测仪测量路面平整度,并且,该路面平整度检测仪固定安装在测试车辆上,包括:二轴加速度传感器、激光测距传感器、里程计数传感器、陀螺仪和处理器,因此,如图5所示,本发明实施例一提供的路面平整度测量方法,包括以下步骤:
[0071]步骤501:在第t时刻时,测量路面平整度检测仪在垂直于该路面平整度检测仪方向上的第一加速度a_measuredy (t)和在平行于该路面平整度检测仪方向上的第二加速度a_measuredx (t);
[0072]具体的,本实施例提供的路面平整度测量方法可以由图1所示的路面平整度检测仪执行。详细而言,在第t时刻时,利用二轴加速度传感器测量路面平整度检测仪在垂直于该路面平整度检测仪方向上的第一加速度a_meaSuredy(t)和平行于该路面平整度检测仪方向上的第二加速度a_measuredx (t)。
[0073]值得说明的是,路面平整度测试仪可以固定安装在测试车辆的任意位置,只要测试车辆在行驶过程中,路面平整度检测仪不与测试车辆做相对运动,并能准确反映出测试车辆的实际运动情况即可,本发明实施例是将路面平整度检测仪固定安装测试车辆底盘上,但并不以此为限。
[0074]步骤502:测量该路面平整度检测仪在第t时刻时与待测试路面之间的距离h(t);
[0075]具体的,利用激光测距传感器测量该路面平整度检测仪与待测试路面之间的距离,在第t时刻时,激光测距传感器测得的该路面平整度检测仪距离待测试路面的距离为
h (t) ο
[0076]步骤503:测量该路面平整度检测仪在该待测试路面上移动的位移,得到第t时刻时该路面平整度检测仪的水平位移量Sx (t);
[0077]利用里程计数传感器记录该路面平整度检测仪在该待测试路面上移动的位移,也即,记录的是测试车辆在该测试路面上行驶的水平位移量,在第t时刻,里程计数传感器测出的该路面平整度检测仪的水平位移量为Sx (t)。
[0078]步骤504:测量路面平整度检测仪在第t时刻时与水平路面之间的旋转角度θ (t);
[0079]利用路面平整度检测仪的陀螺仪测量测试车辆底盘振动的旋转角度,具体的,在第t时刻时,陀螺仪测得的路面平整度检测仪与水平路面之间的旋转角度为Θ (t)。
[0080]步骤505:根据上述第一加速度a_measuredy⑴、第二加速度a_measuredx⑴、旋转角度Θ (t)和重力加速度g,计算该路面平整度检测仪第t时刻时在竖直方向上的振动加速度ay(t);
[0081]在第t时亥I」,处理器根据二轴加速度传感器测量得到的第一加速度a_measuredy(t)、第二加速度a_measuredx(t),陀螺仪测量得到的旋转角度Θ⑴以及公知的重力加速度g,可以计算出该路面平整度检测仪在竖直方向上的振动加速度ay(t)。
[0082]步骤506:根据上述振动加速度ay(t),计算路面平整度检测仪第t时刻时在竖直方向上振动的位移量sy (t);
[0083]具体的,处理器对振动加速度\(0进行二次双重积分运算,即可求出该路面平整度检测仪在竖直方向上振动的位移量Sy(t)。值得说明的是,本发明实施例中的位移量sy(t)是在路面平整度检测仪其初始速度、初始位移均为O的假设情况下求出的。
[0084]步骤507:根据路面平整度检测仪与待测试路面之间的距离h(t)和路面平整度检测仪在竖直方向上振动的位移量Sy(t),获取在该水平位移量Sx(t)范围内该待测试路面的路面平整度Wy (t)。
[0085]处理器还可以根据激光测距传感器测出的路面平整度检测仪与待测试路面的距离h(t),以及处理器计算出的路面平整度检测仪在竖直方向上振动的位移量sy(t),计算出该水平位移量Sx(t)范围内该待测试路面的路面平整度Wy (t)情况。
[0086]本发明实施例提供的路面平整度测量方法,通过测量路面平整度检测仪在垂直于该路面平整度检测仪方向上的第一加速度和在平行于该路面平整度检测仪方向上的第二加速度、路面平整度检测仪与待测试路面之间的距离、路面平整度检测仪的水平位移量以及路面平整度检测仪与水平路面之间的旋转角度,可以准确测量出带旋转运动路面平整度检测仪的振动情况,校准了由于测试车辆底盘旋转运动引起的误差,提高了路面平整度检测仪的精度。
[0087]进一步的,在上述实施例一中,步骤505,具体包括:
[0088]在第t 时亥丨J,根据公式 ay(t) = a_measuredx (t).sin Θ +a_measuredy(t).cos Θ -g,求出路面平整度检测仪在竖直方向上的振动加速度ay(t)。
[0089]由于测试车辆底盘有一定的旋转运动,路面平整度检测仪也做同样的旋转运动,因此,在第t时刻,二轴加速度传感器能够分别测出其在垂直于路面平整度检测仪方向上的第一加速度a_measuredy(t)和在平行于该路面平整度检测仪方向上的第二加速度a_measuredx (t),陀螺仪可测出该旋转角度Θ (t),处理器根据上述第一加速度a_measuredy(t)、第二加速度a_measuredx(t)和旋转角度Θ⑴可分别求出第一加速度a_measuredy (t)、第二加速度a_measuredx (t)在垂直于待测试路面方向上的分量a_measuredy (t).cos θ、a_measuredx (t).sin Θ,所以,路面平整度检测仪在竖直方向上的振动加速度ay(t)可由处理器根据公式ay(t) = a_measuredx(t).sin Θ+a_measuredy(t) *cos Θ -g求出,其中,g为路面平整度检测仪固有的重力加速度,通常情况下,取值为9.8m/s~2o
[0090]进一步的,上述步骤507,具体包括:
[0091]在第t时刻,根据公式wy(t) = sy(t)_h(t),求出在水平位移量sx(t)范围内,该待测试路面的路面平整度Wy (t)。
[0092]经过上述步骤的计算,处理器求出了路面平整度检测仪第t时刻时在竖直方向上振动的
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