一种手推式水泥混凝土路面接缝损坏检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及道路工程领域，具体涉及一种手推式水泥混凝土路面接缝损坏检 测装置。
【背景技术】
[0002] 公路路面的好坏，直接影响到公路运输效益和行车安全。与沥青路面相比，水泥混 凝土路面的最大缺点之一就是在面板上设有接缝，接缝的存在不但增加了施工和养护的困 难，而且降低了路面在该处的传荷能力，也影响到行车的舒适性。接缝是混凝土板中的一条 缝隙，常用低弹性的填缝料填塞，这样就使整个路面承受荷载过程中，在该处不连续，并容 易首先破损，尤其是当接缝的传荷能力及防水能力丧失时，就会导致接缝的破损，以致产生 严重的病害，如混凝土板挤碎、拱起、错台和唧泥等。根据国内外研宄表明，绝大部分水泥混 凝土路面的损坏直接或间接与接缝有关。而这些接缝又必须存在，主要是为了减少水泥混 凝土面板伸缩变形受到约束时产生的内力，防止板因温度差而引起的拱胀、翘曲、开裂及其 受温度均匀下降而发生的断板现象。
[0003] 目前水泥混凝土路面接缝的损坏检测主要依靠人工，费时费力，主观性大，而且不 安全。其中国内针对错台的检测主要是通过人工利用直尺或者游标卡尺实现，这种测量方 法同样具有以上缺点，有的地区采用激光断面仪或超声波断面仪实现对错台的测量，断面 仪需要多个距离传感器，价格昂贵。同样，专利CN101845788A实用新型了基于结构光视觉 的水泥混凝土路面错台的检测装置，其所采用的激光器阵列成本高，限制了其发展，不适于 大范围推广使用。 【实用新型内容】
[0004] 针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型提供了一种手推式水泥混凝土 路面接缝损坏检测装置，该装置能有效地提取水泥混凝土路面接缝图像，并且计算出接缝 的错台量，实现了两者的相结合。另外，该装置降低了检测成本，能有效地排除人的主观干 扰因素，使测量结果更加准确可靠。
[0005] 实现本实用新型目的的技术方案是：
[0006] 一种手推式水泥混凝土路面接缝损坏检测装置，包括检测小车、设置在检测小车 上的供电模块和分别与供电模块相连的图像获取模块、图像处理模块、裂缝特征提取模块 和裂缝信息存储模块，图像获取模块、图像处理模块、裂缝特征提取模块和裂缝信息存储模 块顺序相连。
[0007] 所述：
[0008] 检测小车，作为其它各模块的载体和支撑，包括车体、前车轮、后车轮、散热风扇模 块、推杆和伸缩臂。所述散热风扇的作用是降低车体内部的温度，保证计算机和其它各模块 的正常工作；所述伸缩臂，当进行测量时伸出车体外部，并通过紧固装置固定，末端与线阵 CCD相机相连的部分包含高度调节机构，用于调整相机与所测接缝之间的距离；所述伸缩 臂上设有用于穿引钢丝绳的引导孔，使检测小车能够沿直线行进，保证接缝图像的真实性 和检测结果的准确性。
[0009] 供电模块，用于向系统中其它各个模块输出稳定电源。
[0010]图像获取模块，包括编码器、图像采集卡和安装在伸缩臂上的线阵CCD相机和LED线光源。所述编码器安装于检测车的车轮外侧，其出发信号线与图像采集卡的外触发接口 相连，实时采集传送带速度脉冲信号，使线阵相机能够实时调整采集频率保证图像的真实 性；图像采集卡与计算机相连传送其采集的图像；所述线阵CCD相机与LED线光源位于同 一水平面内并成一定夹角，保证两者视角的重合；所述线阵CCD相机的视场宽度大于接缝 的宽度，所述线光源的照明宽度略大于线阵CCD相机的视场宽度。
[0011] 图像处理模块，该模块进行接缝图像处理的过程包括滤波一一减弱接缝图像噪声 的影响；图像分割一一将裂缝信息从接缝图像中分离出来；图像形态学操作一一进一步对 图像进行处理，排除非裂缝信息；
[0012] 裂缝特征提取模块，用于从分割图像上获取裂缝的几何特征，如裂缝的长度、宽度 和面积，进而对接缝损坏进行类型识别；
[0013] 裂缝信息存储模块，对采集和分析后的裂缝信息进行存储，方便后续分析和留档。
[0014] 其中，由于LED线光源不与接缝平行，会造成所拍摄接缝图片照度不均匀的现象， 本实用新型采用直方图均衡化的方法对图片进行修正，消除照度影响。
[0015] 所述图像处理模块和裂缝特征提取模块设置了多种算法，实现对所得图像的预处 理和特征值的提取，是整个装置的计算中枢。
[0016] 所述裂缝信息存储模块是在分析所得信息的基础上，形成初步的结论，对损伤情 况进行分析和存储。
[0017] 因此，使用本实用新型对水泥混凝土路面接缝进行检测的效果体现在：
[0018] (1)采用手推式检测小车对接缝进行检测，使获取的接缝图像更加真实可靠，大大 提高了接缝检测的准确性。
[0019] (2)本实用新型利用结构光三角测距法能同时获取接缝错台量，进而分析接缝的 损坏程度，避免了通过人工利用直尺或者游标卡尺进行错台量测量时产生的失误，使测量 结果更加准确，并且提高了工作效率。
[0020] (3)将图像获取机构置于检测小车的伸缩臂上，而非小车的底部，从而避免了因接 缝错台存在而使小车倾斜的现象，计算结果更能准确反映接缝实际情况。
[0021] (4)操作方便。只需要人工控制检测车沿接缝进行检测，而后通过计算机确定要检 测的接缝，便可得到接缝相关信息。
[0022] (5)利用结构光测量的三角测量原理，而非矩阵方法，简化了计算过程，提高了工 作效率。
[0023] (6)成本低廉。现阶段所使用的激光器阵列成本高昂，限制了其推广使用。相比而 言，本实用新型造价低，同样检测效果好，便于推广使用。
【附图说明】
[0024] 图1为本实用新型正视图。
[0025] 图2为本实用新型左视图。
[0026] 图3为本实用新型图像采集侧视示意图。
[0027] 图4为本实用新型裂缝检测算法的流程图。
[0028] 图5为本实用新型结构光在水泥板上的光条测点示意图。
[0029] 图6为本实用新型结构光三角测量接缝错台量的原理图。
[0030] 附图标记说明如下：
[0031] I-车体，2-计算机，3-前车轮，4-供电模块，5-后车轮，6-散热风扇模块，7-电路 板，8-推杆，9-显示屏，10-伸缩臂，11-线阵(XD相机，12-锁紧机构，13-钢丝绳引导孔， 14-编码器，15-LED线光源，16-路面，17-存在错台的接缝，18-水泥板，19-水泥板，20-结 构光光条，21-第一测点，22-第二测点，23-第三测点，24-第四测点，25-透镜，26-光敏检 测元件。
【具体实施方式】
[0032] 以下结合附图对本实用新型进行详述。
[0033] 参照图1-2, 一种手推式水泥混凝土路面接缝损坏检测装置，包括检测小车、设置 在检测小车上的供电模块和分别与供电模块相连的图像获取模块、图像处理模块、裂缝特 征提取模块和裂缝信息存储模块，图像获取模块、图像处理模块、裂缝特征提取模块和裂缝 信息存储模块顺序相连。
[0034] 检测小车，作为其它各模块的载体和支撑，包括车体1、前车轮3、后车轮5、散热风 扇模块6、推杆8和伸缩臂10。所述散热风扇6的作用是降低车体1内部的温度，保证计算 机和其它各模块的正常工作；所述伸缩臂10,当进行测量时伸出车体1外部，并通过紧固装 置固定，末端与线阵CCD相机11相连的部分包含高度调节机构及锁紧机构12,用于调整相 机11与所测接缝之间的距离；所述伸缩臂10上设有用于穿引钢丝绳的引导孔13,使检测 小车能够沿直线行进，保证接缝图像的真实性和检测结果的准确性；所述用于引导检测小 车沿直线行进的钢丝绳可用钉粧或配重块拉直，并与接缝17平行，以便获取更加真实准确 的接缝图像。
[0035] 在该装置工作过程中，供电模块4向系统其它模块所使用的设备供电，可保证系 统中其它各个模块的正常工作。
[0036] 图像获取模块，包括线阵C⑶相机11、编码器14和LED线光源15。所述编码器 14的壳体安装、固定在检测小车车轮外侧，编码器14的旋转轴与车轮连接，与车轮保持相 同的角速度，并实时采集脉冲信号，使线阵CCD相机11能够实时调整采集频率保证图像的 真实性；如图3所示，所述LED线光源15和线阵C⑶相机11处于同一水平面内，LED线光 源15与路面成一定夹角，以保证其照射范围与线阵CCD相机11的视场重合，并略宽于线阵 C⑶相机11的视场。
[0037] 其中，由于LED线光源15与路面形成一定夹角，导致拍摄图片照度不均匀。为了 清晰地还原真实场景，需要对图片进行修正，消除照度影响。本实用新型采用直方图均匀化 方法来消除照度影响，具体实施步骤如下：
[0038] 灰度直方图的横坐标代表灰度级，纵坐标代表该灰度级出现的频度，它是图像最 基本的统计特征。根据定义，在离散形式下，用rk表示离散灰度级，用pjrk)表示pjr)，则 有下式成立：
【主权项】
1. 一种手推式水泥混凝土路面接缝损坏检测装置，其特征是：包括检测小车、设置在 检测小车上的供电模块和分别与供电模块相连的图像获取模块、图像处理模块、裂缝特征 提取模块和裂缝信息存储模块，图像获取模块、图像处理模块、裂缝特征提取模块和裂缝信 息存储模块顺序相连。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述检测小车包括车体、前车轮、后车轮、散 热风扇模块、推杆和伸缩臂。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述图像获取模块包括编码器、图像采集卡 和安装在伸缩臂上的线阵CCD相机和LED线光源，编码器安装于检测车的车轮外侧，其出发 信号线与图像采集卡的外触发接口相连，实时采集传送带速度脉冲信号，使线阵相机能够 实时调整采集频率保证图像的真实性；图像采集卡与计算机相连传送其采集的图像；线阵 CCD相机与LED线光源位于同一水平面内并成一定夹角，保证两者视角的重合。
4. 根据权利要求3所述的装置，其特征是：线阵CCD相机的视场宽度大于接缝的宽度。
5. 根据权利要求3所述的装置，其特征是：线光源的照明宽度略大于线阵CCD相机的 视场宽度。
【专利摘要】本实用新型公开了一种手推式水泥混凝土路面接缝损坏检测装置，其特征是：包括检测小车、设置在检测小车上的供电模块和分别与供电模块相连的图像获取模块、图像处理模块、裂缝特征提取模块和裂缝信息存储模块，图像获取模块、图像处理模块、裂缝特征提取模块和裂缝信息存储模块顺序相连。该装置能有效地提取水泥混凝土路面接缝图像，并且计算出接缝的错台量，实现了两者的相结合。另外，该装置降低了检测成本，能有效地排除人的主观干扰因素，使测量结果更加准确可靠。
【IPC分类】E01C23-01
【公开号】CN204491372
【申请号】CN201420824032
【发明人】英红, 吴倩, 刘洪林
【申请人】桂林电子科技大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年12月23日