专利名称：一种道路路面构造深度的激光路面检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于路面测量技术领域，涉及一种检测装置，尤其是涉及一种道路路面构造深度的测试装置，该装置利用激光三角法来测量构造深度。
背景技术：
交通事故与路面的抗滑性能有很大的关系，而路面抗滑性能直接受到路面纹理深度的影响。道路表面的凹凸称为粗构造或者构造深度，是路面粗糙程度的重要指标。是指一定面积的路表面凹凸不平的开口孔隙的平均深度。主要用于评定路面表面的宏观粗糙度、排水性能及抗滑性。随着交通道路的增加，车辆的快速的增加，交通事故发生也在上升，影响交通事故的因素很多，路表面抗滑性能差是其中最主要的因素，如果改变路表面的抗滑性能，在很大程度上可见减少交通事故的多发性。传统测量构造深度的方法有铺砂法、激 光测距仪、数字图像法。其中，铺砂法由于受人为因素的影响，测试结果的误差较大，铺砂法效率低、获取数据点难。激光测距仪采用的是点阵式激光光源，采集到的是不连续的点，容易造成一些点的缺失，不能真实再现路面纹理特性，影响测量精度。数字图像法受外界环境光照的强度、照相角度等影响很大，有待进一步提高。当前迫切需要提出一种测量精度高的装置来解决传统测量精度低的问题。
发明内容针对上述现有两种检测法存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种道路路面构造深度的激光路面检测装置，该装置设计合理、效率高、所测数据准确、检测精度高、使用方便。为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案一种道路路面构造深度的激光路面检测装置，包括拖车，其特征在于，在拖车安装有计算机、电源和旋转编码器，并固定有由CXD相机、相机接收透镜、激光器和发射透镜组成的激光三角测量装置，其中，激光三角测量装置通过三脚架固定于拖车的右侧，电源固定于拖车的车厢上层，旋转编码器安装在拖车的右轮轮轴上，电源通过电源线与计算机、激光器、旋转编码器相连。本实用新型的其它一些特点是所述的激光器采用红外线阵一字激光器。所述的(XD相机采用面阵(XD相机。本实用新型的道路路面构造深度的激光路面检测装置，采用红外线阵一字激光光源垂直照射浙青路面的表面上的发射光由接收透镜成像于CCD靶面上，由于实验采用的是面阵C⑶相机，可以对采集到的图像进行实时，连续、快速的处理，通过激光三角测量原理计算得到路面的数据，并由多幅图像数据恢复出路面的三维图像，测量精度可达到亚像素级别。
图I是本实用新型的装置结构示意图。图2是激光三角法测量原理图。图中的标记分别表示1、电源，2、计算机，3、旋转编码器，4、激光器，5、发射透镜，6、CXD相机，7、相机接收透镜。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
如图I所示，本实施例给出一种道路路面构造深度的激光路面检测装置，包括拖车8，在拖车8安装有计算机I、电源2和旋转编码器3，并固定有由CCD相机6、相机接收透镜7、激光器4和发射透镜5组成的激光三角测量装置，激光三角测量装置通过定制的三脚 架固定于拖车8的右侧，三角架的角度是根据视场标定设定的，电源2固定于拖车8的车厢上层，旋转编码器3安装在拖车8的右轮轮轴上，电源2通过专用连接线与计算机I、激光器
4、旋转编码器3相连。本实施例中，电源选用拖车8上的蓄电池，激光器4采用红外线阵一字激光器，CXD相机6采用面阵CCD相机。红外线阵一字激光器具有良好的光源特性，激光束发出的激光束是比较均匀，对红外光线比较敏感，频谱响应在面阵CCD相机的感光区域内，拍出来的图片的效果比较好，适用于高精度的测量和测试。制作时，将激光三角测量装置((XD相机6、相机接收透镜7、激光器4和发射透镜5)封装成一个整体。旋转编码器3 —端和计算机分连接，旋转编码器3的另一端连接在CXD相机6上，旋转编码器3用于将拖车8的位移信号转换成电信号传输给计算机1，计算机I通过内置的软件控制将电信号以触发的形式发送给CCD相机6，以此控制CCD相机6的拍摄频率，即CXD相机6以一定的间隔时间采集图像，CXD相机6将采集到的图像传送给计算机1，最终得出路面的构造深度，并根据这些数据恢复出路面的三维图像。本实用新型的道路路面构造深度的激光路面检测装置，在进行浙青路面构造深度检测的工作过程如下激光器4发射一束光，该激光光束经过发射透镜5后，垂直照射到检测的路面上，由物体表面散射的光线通过接收透镜7，聚到高分辨率的光电检测器件上，形成一个散射光斑，该散射光斑的中心位置由传感器与被测物体表面之间的距离决定，旋转编码器3通过将拖车8的位移信号转换为电信号发送计算机1，计算机I通过内置的软件控制向CCD相机6发出脉冲触发，控制CCD相机6采集图片，由于路面的各处深度不同，所以CCD相机6获取的图像像素坐标会有变化，根据坐标差和相关软件计算和处理，计算出浙青路面的构造深度，并根据相关的数据恢复出路面的三维形貌。测量原理如图2所示，通过光学原理及公式推导可得最终计算公式为
a2 x'X =-
/*/)。由于C⑶相机是斜置的，当被测物表面在垂直方向上发生位移变化(X)时，显示到相机靶面中为被测物体像元位移的变化(即X’)，最终通过公式计算可由像元位移(X’)得 到物体的真实位移变化X。
权利要求1.一种道路路面构造深度的激光路面检测装置，包括拖车(8)，其特征在于，在拖车(8)安装有计算机(I)、电源(2)和旋转编码器(3)，并固定有由CCD相机￠)、相机接收透镜(7)、激光器(4)和发射透镜(5)组成的激光三角测量装置，其中，激光三角测量装置通过三脚架固定于拖车(8)的右侧，电源(2)固定于拖车(8)的车厢上层，旋转编码器(3)安装在拖车(8)的右轮轮轴上，电源(2)通过专用连接线与计算机(I)、激光器(4)、旋转编码器(3)相连。
2.如权利要求I所述的道路路面构造深度的激光路面检测装置，其特征在于，所述的激光器(4)采用红外线阵一字激光器。
3.如权利要求I所述的道路路面构造深度的激光路面检测装置，其特征在于，所述CXD相机(6)采用面阵CCD相机。
专利摘要本实用新型公开了一种道路路面构造深度的激光路面检测装置，包括拖车，在拖车安装有计算机、电源和旋转编码器，并固定有由CCD相机、相机接收透镜、激光器和发射透镜组成的激光三角测量装置，其中，激光三角测量装置通过三脚架固定于拖车的右侧，电源固定于拖车的车厢上层，旋转编码器安装在拖车的右轮轮轴上，电源通过电源线与计算机、激光器、旋转编码器相连。装置利用激光三角原理，计算得到路面的数据，并由多幅图像数据恢复出路面的三维图像，测量精度可达到亚像素级别。
文档编号G01B11/24GK202533046SQ20122013778
公开日2012年11月14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, 权娜娜, 李伟, 陈鹏 申请人:长安大学