一种三维线激光车辙检测设备及其室内参数标定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种三维激光检测设备与方法，具体涉及一种三维线激光车辙检测设 备及其室内参数标定方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技水平的不断发展，车辙检测技术也从早期的接触式路面检测技术发展到 现在的非接触式路面检测技术。因为超声波传感器检测技术受环境影响较大，同时接收装 置安置要求较高，所以路面激光车辙检测技术成为非接触式检测的主要方式。
[0003] 目前国外多采用横向分布3个、5个、7-31个激光点的点激光传感器车辙仪（共梁 多激光传感器车辙仪）进行检测。然而，对于点传感器检测仪，一方面，由于其传感器数目 的限制，点激光车辙检测仪往往无法准确充分地获取车辙断面形态数据，尤其是对于实际 车辙横断面宽度大于检测车宽度的情况（点数少于13点的车辙检测仪误差尤其较大）；另 一方面，点激光对汽车行驶的要求较高，即检测车的行车轨迹必须沿着实际车辙带行驶，这 使得点激光检测仪在实际检测时，稍有偏差就会无法得到准确的车辙形态特征，从而导致 点激光传感器车辙仪测得的（最大）车辙深度常常偏于保守。相关研究表明：当传感器数 目n〈21时，随着传感器数目的增加，车辙测量最大误差减小较快；当n>33时，该衰减开始 缓慢。因此，在一般准确度检测时，至少要选用n = 21，才能保证车辙的最大误差不超过 5% ;在较高准确度检测时，选n = 33才可保证车辙检测的最大误差不超过2%。
[0004] 随着传感技术的发展，3D线激光车辙成像技术由于可获取高密度的车辙横断面数 据（几百至几千个数据点）而成为目前车辙检测的主要发展方向。然而，目前仍没有基于 3D线激光车辙检测的相关室内检测标定设备与方法。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术缺点，提供一种三维线激光车辙检测设备及 其室内参数标定方法，该设备及方法能够针对3D线激光检测仪进行室内参数标定与检测 精度标定。
[0006] 为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：本发明的一种三维线激光车辙检测 设备，包括3D线激光架设设备，
[0007] 所述的3D线激光架设设备包括两个相互平行的钢桁架，两个钢桁架顶端通过端 面连接板连接，且端面连接板能够沿钢桁架的内侧轨道上下滑动，在端面连接板上固定有 用于检测测量模型的激光检测仪；
[0008] 在每个钢桁架的底端均设置有用于支撑钢桁架的支架；
[0009] 所述的3D线激光检测仪器的输出端与计算机相连，3D线激光检测仪器的输入端 分别与电源和I/O数据接口相连。
[0010] 所述的端面连接板的两端分别通过型号为8080-50直角支架固定在钢桁架上；
[0011] 所述的支架为三角支架，且在支架底部均设置有蹄脚。
[0012] 所述的3D线激光检测仪器的型号为Gocator 2075 ;
[0013] 所述的测量模型为量块或浙青车辙板；且测量模型采用尺寸为 300mm X 300mm X 60mm的浙青车撤板。
[0014] 所述的测量模型位于3D线激光检测仪器的正下方，且其与3D线激光检测仪器之 间的距离彡1. 2m。
[0015] 本发明的一种三维线激光车辙检测设备的室内参数标定方法，包括以下步骤：
[0016]1)、确定最佳性能参数：
[0017] 调整和校准3D线激光检测仪器的参数后，确定3D线激光检测仪器的最佳曝光值 以及3D线激光架设设备的最佳架设高度，并执行步骤2);
[0018] 2)、采集车辙深度：
[0019] 将3D线激光检测仪器及3D线激光架设设备分别调整至最佳曝光值及最佳架设高 度，取P组尺寸相同深度不同的浙青车辙板；
[0020] 采用3D线激光检测仪器对车辙深度相同的每组浙青车辙板的车辙深度均重复检 测n次，得到p组车辙深度相同情况下的n次检测值x pn;
[0021] 3)、车辙深度数据分析：
[0022] A)、根据步骤2)得到的数据，通过组内方差计算公式，每组车辙深度相同的n次重 复检测值的组内方差必，得到p组组内方差，计算车辙深度相同的p组浙青车辙板的组间 方差s 2mi;
[0023]B)、将p组浙青车辙板中的最大组内方差与总方差值的比值和组内方差的最大临 界值进行比较，当某一组最大组内方差与总方差值的比值大于组内方差的最大临界值时， 剔除最大组内方差所在组的数据，将车辙深度相同情况下的P组浙青车辙板的最大组内方 差与最小组内方差的比值大于最大阈值时，则剔除最小方差所在实验组的数据；
[0024] C)、根据步骤3)得到的数据计算每组数据的组内偏差系数以及组间偏差系数，并 将组内偏差系数与组间偏差系数分别和最大容许组内偏差系数及最大容许组间偏差系数 进行比较，当组内偏差系数大于最大容许组内偏差系数，组间偏差系数大于最大容许组间 偏差系数时，执行步骤2);当组内偏差系数及组间偏差系数均符合要求时，执行步骤4);
[0025]4)、室内车辙深度指标的识别与标定：
[0026] 将步骤3)得到的每组浙青车辙板的测量值与其实际值进行比较，当测量值与其 实际值的精度误差大于5 %，则执行步骤2)，同时，验证测量值的重复性，并验证测量值与 实际值之间是否满足浙青车辙板的测量值与其实际值之间的线性回归方程且实际值与测 量值之间的相关系数大于〇. 90 ;直至测量值与其实际值的精度误差< 5%，当测量值与其 实际值的精度误差< 5%时，记录此时的3D线激光检测仪器配置与调节情况。
[0027] 所述的步骤1)的具体步骤为：
[0028] a)、调节3D线激光架设设备高度的平整性、根据外界光线环境调整3D线激光检测 仪器的曝光值以及校正其基准线；
[0029] b)、调整与校正3D线激光检测仪器后，将3D线激光检测仪器检测频率调至最大 值，检测速度调至60km/h，将3D线激光架设设备（1)调整至不同高度，测量在相同高度下曝 光值以等间隔M us变化时所对应的识别率，当识别率大于等于95%，即得最佳曝光值以及 最佳架设高度。
[0030] 所述的真实值采用精度为0. 1mm游标卡尺测量浙青车辙板不同位置的高度，将不 同位置的高度取平均值得到。
[0031] 所述的组内方差计算公式为
【主权项】
1. 一种三维线激光车辙检测设备，其特征在于：包括3D线激光架设设备（I)， 所述的3D线激光架设设备（1)包括两个相互平行的钢桁架（1-2)，两个钢桁架（1-2) 顶端通过端面连接板（1-1)连接，且端面连接板（1-1)能够沿钢桁架（1-2)的内侧