专利名称：基于线激光测量构造深度及路面三维图像获取装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于浙青路面铺筑、维护工程的图像获取、图像处理、路面防护的装置，特别是一种基于线激光测量构造深度及路面三维图像获取装置，该装置采用激光三角法及光学特性机械原理，根据浙青路面构造深度的特点和计算公式，来方便和准确地获取构造深度的数据和三维图像。
背景技术：
构造深度也称为纹理深度，是指一定面积的路表面凹凸不平的开口孔隙的平均深度。浙青路表面的构造深度反应了浙青路表面的宏观构造，是评价浙青路面抗滑和排水性能的重要指标。一般来说，表面构造深度越大的浙青路面，可以提供较高的摩阻力。在降雨量较大的地区，如果浙青路表面没有足够的构造深度来蓄水和排水，很容易在路表面形成水膜而发生交通事故。因此对浙青路面构造深度的检测和评定非常的重要。·常用铺砂法、激光构造仪测量浙青路面构造深度的方法，铺砂法虽然操作简便，但受人为影响和天气影响较大，不宜在潮湿的气候下测量，只能以抽样的形式测量，重现性差，速度慢、效率低、获取数据难，且测量精度不高；运用激光构造仪测量构造深度，虽然比铺砂法速度快、效率高且能获取数据，但是只能测定浙青路面干燥表面的的构造深度，由于运用的是点激光作为光源，因此获得的数据为间断的，不连续的，需要通过拟合才能得到整个区域的真实数据，且不能恢复出路面的三维图像。
发明内容针对现有的铺砂法检测路面构造深度的的效率低、影响因素多和激光构造深度仪的不能获取连续的数据和路面三维图像的缺陷，本实用新型的目的在于，提供一种设计合理、操作方便、自动化控制能力高、测量结果精度高、以线激光作为光源的测量构造深度并获取路面三维形貌图像的检测装置。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基于线激光测量构造深度及路面三维图像获取装置，包括拖车，其特征在于，在拖车上安装有计算机、电动机、电源模块和纵向滑轨，纵向滑轨上安装有滑块，在滑块上安装旋转编码器，并固定有由C⑶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，电动机与激光三角测量装置连接，电动机、旋转编码器、CCD相机和激光器通过专用连接线与计算机相连。本实用新型的其它一些特点是所述的纵向滑轨也可以用横向滑轨替代，只是三角测量装置移动的方向不同。也可将三角测量装置固定在纵向滑轨的上方或者下方，通过调节拖车距地面的距离即可。所述的纵向滑轨也可以是丝杠或者是齿轮和齿条组成的传动机构。所述的激光器采用线激光器。本实用新型的基于线激光测量构造深度及路面三维图像获取装置，线激光器作为光源，用CCD相机图像采集设备，并将它们以一定的角度和高度安置，线激光器和CCD相机作为一个检测整体装置，在拖车的纵向安装一纵向滑轨，纵向滑轨上安置有带有滑块的滑槽，将线激光器和CCD相机整个装置固定安装在滑块上，激光三角测量装置可在此纵向滑轨方向纵向移动，旋转编码器将线激光器和CCD相机组成的检测装置的纵向移动的位移信号转换成电信号传输给计算机，计算机通过软件控制将电信号以触发的形式发送给CCD相机以此控制CCD相机的拍摄频率，即相机以一定的间隔时间采集图像，CCD相机将采集到的图像传送给计算机软件，通过软件程序进行处理和计算，最终得出路面的构造深度，并根据这些具有时间间隔的数据恢复出路面的三维形貌图像。该装置操作简便、自动化，且测量精度可达亚像素级。
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、拖车，2、计算机，3、电动机，4、电源模块(UPS)，5、纵向滑轨，6、滑块，7、旋转编码器，8、左轨道，9、右轨道，10、激光三角测量装置，11、(XD相机，12、接收透镜，13、激光器,14、发射透镜。
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
参见图I，本实施例给出一种基于线激光测量构造深度及路面三维图像获取装置，包括拖车1，在拖车I上安装有计算机2、电动机3、电源模块4和纵向滑轨5，纵向滑轨5上安装有滑块6，在滑块6上安装旋转编码器7，并固定有由CCD相机11、相机接收透镜12、激光器13和发射透镜14组成的激光三角测量装置10，其中，电动机3与激光三角测量装置10连接，电动机3、旋转编码器7、CCD相机11和激光器13通过专用连接线与计算机2相连。制作时，将激光三角测量装置10(即CXD相机11、相机接收透镜12、激光器13和发射透镜14)封装成一个整体，固定在纵向滑轨5的上方或者下方，通过调节拖车I距地面的距离即可进行操作。旋转编码器7用来控制相机的拍摄频率，计算机2用以存储图片，处理数据以及最终三维结果展示。旋转编码器7控制整个装置每行进Imm测量一次，保证了纵向的测量精度。本实施例中，激光器13采用线激光器，电源模块4选择UPS，为整个装置供电。电动机3主要控制激光三角测量装置10的运动，纵向滑轨5由左轨道8和右轨道9组成，在左轨道8和右轨道9中有轨槽，滑块6位于轨槽中，滑块6上固定旋转编码器7。当电动机3开启后，带有滑块的纵向滑轨5开始纵向移动，滑块6运动带动旋转编码器7转动，旋转编码器7将滑块纵向运动的位移信号转换成电信号传送给计算机2，计算机2通过内置的软件控制向C⑶相机11发出脉冲触发，C⑶相机11拍摄获取图像，并传送到计算机2中进行进一步的处理，激光器13必须垂直照射浙青路面，且与CXD相机11成一定的角度，激光器13用于向浙青路面发射激光，CCD相机11将接收到被测路面的垂直距离，由于浙青路面的各处构造深度不同，所以CXD相机11获取的图像像素坐标会有变化，根据坐标的差距由激光三角法测量原理的计算公式得出浙青路面构造深度的数据并恢复出浙青路面的三维形貌。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 =-
f^D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1.一种基于线激光测量构造深度及路面三维图像获取装置，包括拖车(I)，其特征在于，在拖车⑴上安装有计算机(2)、电动机(3)、电源模块⑷和纵向滑轨(5)，纵向滑轨(5)上安装有滑块(6)，在滑块(6)上安装旋转编码器(7)，并固定有由CCD相机(11)、相机接收透镜(12)、激光器(13)和发射透镜(14)组成的激光三角测量装置(10)，其中，电动机 (3)与激光三角测量装置(10)连接，电动机(3)、旋转编码器(7)、CCD相机(11)和激光器(13)通过专用连接线与计算机(2)相连。
2.如权利要求I所述的基于线激光测量构造深度及路面三维图像获取装置，其特征在于，所述的纵向滑轨(5)用横向滑轨替代。
3.如权利要求I所述的基于线激光测量构造深度及路面三维图像获取装置，其特征在于，所述的纵向滑轨(5)用丝杠或者由齿轮和齿条组成的传动机构替代。
4.如权利要求I所述的基于线激光测量构造深度及路面三维图像获取装置，其特征在于，所述的激光器(13)采用线激光器。
5.如权利要求I所述的基于线激光测量构造深度及路面三维图像获取装置，其特征在于，所述的三角测量装置(10)固定在纵向滑轨(5)的上方或者下方。
专利摘要本实用新型公开了一种基于线激光测量构造深度及路面三维图像获取装置，包括拖车，其特征在于，在拖车上安装有计算机、电动机、电源模块和纵向滑轨，纵向滑轨上安装有滑块，在滑块上安装旋转编码器，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，电动机(3)与激光三角测量装置连接，电动机、旋转编码器、CCD相机和激光器通过专用连接线与计算机相连。该装置操作简便、自动化，且测量精度可达亚像素级。
文档编号G01B11/24GK202533047SQ201220184059
公开日2012年11月14日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者李泰龙 申请人:李泰龙