本发明涉及车辙检测技术领域，尤其涉及一种车辙检测装置的安装参数的标定方法及系统。
背景技术
车辙是高等级公路状况主要评价指标之一，且是一种高等级公路的主要损坏类型。路面形成车辙后，不仅严重影响驾驶舒适性，雨天辙槽积水也会造成行车安全隐患。我国的公路技术状况评定标准要求每年对所有的二级及以上等级公路进行车辙的检测与评价。
多点共梁式车辙检测装置用于车载路面车辙的快速检测。其基本结构包括：车辙主梁及多个点式激光距离传感器。以车辙主梁为基准，利用各点式激光距离传感器相对主梁的安装参数，建立各传感器与水平路面的相对位置关系，通过每个距离传感器测得的对地距离的实时读数，可以构建道路横断面曲线，进而计算道路车辙深度值。其中，用于车辙检测计算的各传感器与主梁的相对位置参数也就是安装参数必须精确，并与装置实际安装参数一致。安装参数包括：安装角度、安装高度和横向位置。为了实现各传感器的实际安装参数与用于计算的安装参数保持一致，现有技术一般采用的方法是：通过理论计算出最合理的各传感器安装参数作为设计参数，通过严格控制生产加工误差使实际检测装置安装参数尽量符合设计参数，然后在检测作业时，直接使用设计参数参与计算。这种方法的主要问题有两个，一个是实际生产加工结果与理论设计必然存在误差，而且严格控制生产加工误差会导致车辙检测装置的生产成本大幅度提高，生产效率低下；另一个问题是，车辙检测装置在使用过程中受自身应力及外界环境影响，其主梁等结构会产生形变，导致实际安装参数与最初的设计参数差距逐渐增大，车辙检测结果的准确性也随之逐渐下降。由于车辙检测装置一般都具有内部结构复杂，空间狭窄的特点，因此，很难通过直接测量的方式标定准确的实际安装参数。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种车辙检测装置的安装参数的标定方法及系统，以解决现有技术的较难通过直接测量的方式标定准确的车辙检测装置的安装参数的问题。
第一方面，提供一种车辙检测装置的安装参数的标定方法，所述车辙检测装置的车辙梁上设置有至少两个传感器，所述方法包括：控制所述传感器发射激光；获取所述传感器发射的激光照射在标定条上的第一照射点与所述传感器的等效点之间的第一距离，其中，所述标定条设置在所述车辙梁的正下方，且与大地水平面平行；获取所述传感器发射的激光照射在标定块上的第二照射点与所述传感器的等效点之间的第二距离，其中，所述标定块设置在所述传感器对应的第一照射点上；按照
进一步，所述标定所述传感器的安装高度的步骤之后，所述方法还包括：按照
进一步，所述标定所述传感器的安装角度的步骤之后，所述方法还包括：以位于所述车辙梁的一最外侧的所述传感器的等效点为第一原点，建立第一坐标系；以位于所述车辙梁的一最外侧的所述传感器对应的第一照射点为第二原点，建立第二坐标系；按照xi＝xi-1+si-si-1-hi-1×tanθi-1+hi×tanθi，标定所述传感器的等效点在所述第一坐标系中的横坐标，其中，xi表示当前位置的所述传感器的等效点在所述第一坐标系中的横坐标，xi-1表示前一位置的所述传感器的等效点在所述第一坐标系中的横坐标，si表示当前位置的所述传感器对应的第一照射点在所述第二坐标系中的横坐标，si-1表示前一位置的所述传感器对应的第一照射点在所述第二坐标系中的横坐标，i≥2。
进一步：所述传感器的等效点为所述传感器的激光源点。
进一步：所述标定条和所述标定块均具有平整的表面。
第二方面，提供一种车辙检测装置的安装参数的标定系统，所述车辙检测装置的车辙梁上设置有至少两个传感器，所述系统包括：控制模块，用于控制所述传感器发射激光；第一获取模块，用于获取所述传感器发射的激光照射在标定条上的第一照射点与所述传感器的等效点之间的第一距离，其中，所述标定条设置在所述车辙梁的正下方，且与大地水平面平行；第二获取模块，用于获取所述传感器发射的激光照射在标定块上的第二照射点与所述传感器的等效点之间的第二距离，其中，所述标定块设置在所述传感器对应的第一照射点上；第一标定模块，用于按照
进一步，还包括：第二标定模块，用于所述标定所述传感器的安装高度的步骤之后，按照
进一步，还包括：第一建立模块，用于所述标定所述传感器的安装角度的步骤之后，以位于所述车辙梁的一最外侧的所述传感器的等效点为第一原点，建立第一坐标系；第二建立模块，用于以位于所述车辙梁的一最外侧的所述传感器对应的第一照射点为第二原点，建立第二坐标系；第三标定模块，用于按照xi＝xi-1+si-si-1-hi-1×tanθi-1+hi×tanθi，标定所述传感器的等效点在所述第一坐标系中的横坐标，其中，xi表示当前位置的所述传感器的等效点在所述第一坐标系中的横坐标，xi-1表示前一位置的所述传感器的等效点在所述第一坐标系中的横坐标，si表示当前位置的所述传感器对应的第一照射点在所述第二坐标系中的横坐标，si-1表示前一位置的所述传感器对应的第一照射点在所述第二坐标系中的横坐标，i≥2。
进一步：所述传感器的等效点为所述传感器的激光源点。
进一步：所述标定条和所述标定块均具有平整的表面。
本发明实施例，能够在安装角度、安装高度、横向位置三组参数的准确值均未知的情况下，标定安装角度、安装高度、横向位置三组安装参数，无需直接测量三组安装参数的任一组，保证了操作的简便性，适用于所有实际安装参数与设计参数不符的多点共梁车辙检测装置，可以有效消除各传感器的所有安装参数的误差，提高车辙检测的精度和准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的车辙检测装置的安装参数的标定方法的流程图；
图2是本发明实施例的车辙检测装置的示意图；
图3是本发明实施例的车辙检测装置的安装参数的标定方法的标定横向位置的流程图；
图4是本发明实施例的车辙检测装置的安装参数的标定系统的结构框图一；
图5是本发明实施例的车辙检测装置的安装参数的标定系统的结构框图二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
车辙检测装置是一种常用的检测道路上的车辙的装置。本发明实施例的车辙检测装置是一种多点共梁车辙检测装置。车辙梁一般是水平设置的。具体的，该车辙检测装置的车辙梁上设置有至少两个传感器。例如，该检测装着的车辙梁上设置有13个传感器。传感器可向路面发射激光并得到读数。该读数即为传感器的激光源点到照射点的距离。虽然按照预先设定的安装参数安装了传感器，但由于制作过程等存在的误差，若采用预先设定的安装参数计算得到检测结果，则使得检测结果不准确，因此，需要对车辙检测装置的安装参数进行重新标定。
基于这种多点共梁的车辙检测装置，本发明实施例公开了一种车辙检测装置的安装参数的标定方法。如图1所示，该方法具体包括如下的过程：
步骤s101：控制传感器发射激光。
本发明实施例的方法对车辙梁上的每一传感器进行标定。当需要标定某一传感器时，可控制该传感器发射激光。
步骤s102：获取传感器发射的激光照射在标定条上的第一照射点与传感器的等效点之间的第一距离。
其中，标定条设置在车辙梁的正下方，且与大地水平面平行，保证每一传感器发射的激光照射在标定条的同一表面上。该标定条的表面应当平整，并且具有一定宽度，而高度很小，可忽略不计。例如，标定条为表面平整的直尺。采用直尺，是因为直尺本身带有刻度，从而可以从直尺上读取所需的数据，简便快捷。
本发明实施例中，传感器的等效点为传感器的激光源点。
实际操作中，该第一距离可通过读取传感器上的读数得到。该第一距离用li表示。i表示传感器的序号，为正整数。以图2所示，设最左侧的传感器为1，按照从左到右的顺序，对其余传感器依次编号。
例如，序号1～13的传感器对应的第一距离依次为：1064.47、721.21、509.83、99.94、400.15、400.08、399.73、400.32、399.8、400.17、510.03、719.96和1065.66。上述的第一距离的单位为mm。
步骤s103：获取传感器发射的激光照射在标定块上的第二照射点与传感器的等效点之间的第二距离。
其中，标定块具有一定高度，且标定块设置在传感器对应的第一照射点上，从而使得传感器发射的激光可以照射在标定块上。该标定块应满足表面平整、不易变形等要求。标定块的高度用hi表示。例如，标定块的高度为30mm。实际操作时，可先获取每一传感器对应的第一距离后，再依次将标定块放置在传感器对应的第一照射点上，以便获取每一传感器对应的第二距离。实际操作中，该第二距离也可通过读取传感器上的读数得到。该第二距离用li表示。
例如，序号1～13的传感器对应的第二距离依次为：1013.53、680.17、471.78、369.94、370.15、370.08、369.72、370.32、369.80、370.17、471.98、678.97和1014.62。上述的第二距离的单位为mm。
步骤s104：按照
其中，hi表示传感器的安装高度(如图2示出的h13)。本发明实施例中，该安装高度实际上是传感器的等效点(激光源点)相对于路面的高度。通过三角函数关系可得到计算式
例如，将上述的每一传感器对应的第一距离和第二距离，以及标定块的高度数值代入上式计算得到序号1～13的每一传感器的安装高度依次为：626.84、527.14、401.93、399.94、400.15、400.08、399.60、400.32、399.80、400.17、402.13、526.96和626.37。上述的安装高度的单位为mm。
因此，本发明实施例通过上述的方法，可以标定传感器的安装高度，从而可以在计算车辙检测结果时，采用标定的安装高度进行计算，使得检测结果较为准确。
优选的，在标定传感器的安装高度的步骤之后，本发明实施例还可以利用标定的安装高度，进一步标定传感器的安装角度。具体的，本发明实施例的方法还包括：
按照
其中，θi表示传感器的安装角度(如图2示出的θ13)。本发明实施例的安装角度指的是传感器发射的激光的照射方向与竖直方向的夹角。
例如，将上述的安装高度和第一距离代入上式计算得到序号1～13的每一传感器的安装角度依次为：53.92、43.04、37.97、0.00、0.00、0.00、1.48、0.00、0.00、0.00、37.96、42.95和54.00。上述的安装角度的单位为“°”。
因此，通过上述的步骤，可以标定传感器的安装角度，从而可以在计算车辙检测结果时，采用标定的安装角度进行计算，使得检测结果较为准确。
优选的，在标定传感器的安装角度的步骤之后，本发明实施例还可以利用标定的安装高度和安装角度，进一步标定传感器在水平方向上的安装位置。具体的，如图3所示，本发明实施例的方法还包括：
步骤s301：以位于车辙梁的一最外侧的传感器的等效点为第一原点，建立第一坐标系。
应当理解的是，该第一坐标系的x轴沿水平方向延伸，y轴沿竖直方向延伸。例如，以图2中的最左侧的传感器的等效点为第一原点。因此，序号为1的传感器的等效点在第一坐标系中的横坐标为0。第一坐标系中的传感器的等效点的横坐标表示该传感器的等效点与第一原点的水平距离。
步骤s302：以位于车辙梁的一最外侧的传感器对应的第一照射点为第二原点，建立第二坐标系。
应当理解的是，该步骤中的最外侧与步骤s301中的最外侧是同侧。还应当理解的是，该第二坐标系的x轴沿水平方向延伸，y轴沿竖直方向延伸。例如，以图2中的最左侧的传感器对应的第一照射点为第二原点。第二坐标系中的第一照射点的横坐标表示该传感器对应的第一照射点与第二原点的水平距离。
步骤s303：按照xi＝xi-1+si-si-1-hi-1×tanθi-1+hi×tanθi，标定传感器的等效点在第一坐标系中的横坐标。
其中，xi表示当前位置的传感器的等效点在第一坐标系中的横坐标(如图2示出的x13)。xi-1表示前一位置的传感器的等效点在第一坐标系中的横坐标。应当理解的是，前一位置传感器比当前位置的传感器更靠近第一原点。si表示当前位置的传感器对应的第一照射点在第二坐标系中的横坐标。si-1表示前一位置的传感器对应的第一照射点在第二坐标系中的横坐标。si可以通过直尺、卷尺等等测量工具得到。还应当理解的是，因为i＝1对应的横坐标在第一坐标系和第二坐标系中均为0，因此，采用上式计算时，i≥2。
例如，通过卷尺测量的序号1～13的第一照射点在第二坐标系中的横坐标依次为：0、372.5、671、923、1148.5、1373.5、1773、2173、2397、2621.5、2871、3171和3546.5。将相关参数代入上式计算得到序号1～13的每一传感器的等效点在第一坐标系中的横坐标依次为：0、4.38、124.32、62.67、288.17、513.17、922.99、1312.67、1536.67、1761.17、2324.40、2801.23和3548.31。上述的当前位置的传感器的等效点在第一坐标系中的横坐标以及第一照射点在第二坐标系中的横坐标的单位均为mm。
因此，通过上述的步骤，可以标定传感器的等效点在第一坐标系中的横坐标，即可以得到更加准确的传感器的横向安装位置，从而可以在计算车辙检测结果时，采用标定的横坐标进行计算，使得检测结果较为准确。
综上，本发明实施例的车辙检测装置的安装参数的标定方法，能够在安装角度、安装高度、横向位置三组参数的准确值均未知的情况下，标定安装角度、安装高度、横向位置三组安装参数，无需直接测量三组安装参数的任一组，保证了操作的简便性，适用于所有实际安装参数与设计参数不符的多点共梁车辙检测装置，可以有效消除各传感器的所有安装参数的误差，提高车辙检测的精度和准确度。
本发明实施例还公开了一种车辙检测装置的安装参数的标定系统。该车辙检测装置的车辙梁上设置有至少两个传感器。如图4所示，本发明实施例的系统包括：
控制模块401，用于控制传感器发射激光。
第一获取模块402，用于获取传感器发射的激光照射在标定条上的第一照射点与传感器的等效点之间的第一距离。
其中，标定条设置在车辙梁的正下方，且与大地水平面平行。优选的，传感器的等效点为传感器的激光源点。优选的，标定条具有平整的表面。
第二获取模块403，用于获取传感器发射的激光照射在标定块上的第二照射点与传感器的等效点之间的第二距离。
其中，标定块设置在传感器对应的第一照射点上。
第一标定模块404，用于按照
其中，hi表示传感器的安装高度，li表示传感器对应的第一距离，li表示传感器对应的第二距离，hi表示标定块的高度，i表示传感器的序号。
优选的，如图5所示，本发明实施例的系统还包括：
第二标定模块405，用于标定传感器的安装高度的步骤之后，按照
其中，θi表示传感器的安装角度，安装角度为传感器发射的激光的照射方向与竖直方向的夹角。
优选的，本发明实施例的系统还包括：
第一建立模块406，用于标定传感器的安装角度的步骤之后，以位于车辙梁的一最外侧的传感器的等效点为第一原点，建立第一坐标系。
第二建立模块407，用于以位于车辙梁的一最外侧的传感器对应的第一照射点为第二原点，建立第二坐标系。
第三标定模块408，用于按照xi＝xi-1+si-si-1-hi-1×tanθi-1+hi×tanθi，标定传感器的等效点在第一坐标系中的横坐标。
其中，xi表示当前位置的传感器的等效点在第一坐标系中的横坐标，xi-1表示前一位置的传感器的等效点在第一坐标系中的横坐标，si表示当前位置的传感器对应的第一照射点在第二坐标系中的横坐标，si-1表示前一位置的传感器对应的第一照射点在第二坐标系中的横坐标，i≥2。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
综上，本发明实施例的车辙检测装置的安装参数的标定系统，能够在安装角度、安装高度、横向位置三组参数的准确值均未知的情况下，标定安装角度、安装高度、横向位置三组安装参数，无需直接测量三组安装参数的任一组，保证了操作的简便性，适用于所有实际安装参数与设计参数不符的多点共梁车辙检测装置，可以有效消除各传感器的所有安装参数的误差，提高车辙检测的精度和准确度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。