[发明专利]脉冲式线激光道路断面车辙测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及道路检测仪器，特别是一种脉冲式线激光道路断面车辙测试仪。

背景技术

车辙是由于路面经汽车反复行驶产生流动变形、磨损、沉陷后，在车行道车轨迹上产生的纵向带状辙槽，车辙的出现不仅影响了路面的平整度、舒适度，而且危及行车安全。车辆在有车辙的路面上行驶，会降低行车舒适性和行车速度，在车辙超过10～13mm的情况下，高速行驶的车辆会因车辙积水而出现侧滑发生交通事故。因此沥青路面的车辙问题成为世界各国普遍关注的路面破损形式之一。据发达国家的资料，在高速公路上，车辙是路面实用性能降低、导致损坏进行维修的最主要原因，在日本等国，高速公路路面维修、罩面的原因中，车辙的比率高达80％以上。我国原来的养护规范并没有提出车辙的养护技术标准，由于车辙的问题日益突出，各级政府和公路管理部门现在越来越认识到对路面车辙的大小、分布情况进行快速准确检测的重要性。

当今路面车辙检测设备，多为共横梁快速横断面车辙仪，其大多采用非接触式高程计，以激光位移传感器和超声波位移传感器为主，数量由3个到30多个不等，通过横向分离多点测量路面高程形成断面曲线的方式测量路面最大车辙深度值，位移传感器数量越多，横向测点越密集，车辙检测可信度就越高，目前共横梁多高程计横断面车辙仪，技术发展比较成熟，为各国公路管理部门普遍采用，但仍然存在两方面的困惑，一是为了增加横向断面的连续测量，提高车辙测试的可信度，需要不断增大高程计的数量，那么价格也就倍增；二是为了实现横向全车道测量，高程计的安装横梁不得不向车体两侧伸出，在高速公路上严重影响正常交通，南京比奇公司研制的激光片光车辙断面检测技术，吸收了国外最新路面车辙测试技术经验，能够进行横向连续断面的测量，但由于在关键硬件技术方面未能突破，目前尚存在两方面的瓶颈，采用连续激光片光源，如果进行动态快速测量就会存在光学领域的模糊效应，遏制了测量的精度，连续发射式的激光源功率严重不足且难以提高，除了夜晚可以进行测试以外，白天几乎不能正常测试，另外整体设计方面，测试过程中不能对数据适时处理、计算和显示，只能是测试完毕之后用后处理软件进行分析计算，因此其实用性尚不能满足高效测试的需求。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述缺陷或不足，提供一种脉冲式线激光道路断面车辙测试仪，该测试仪能够提高测量的精度，并能够进行全天候测试，通过全新的实时处理软件系统，可以实时采集、处理、显示和存储测点位置、车速、车辙深度，为公路验收、养护提供准确的判断数据。

本发明的技术构思为，通过在激光三角测距结构中设置脉冲式线激光器、面阵CCD相机，能够对道路断面车辙进行准确测量，并能够进行全天候测试，从而为公路验收、养护随时提供准确的判断数据。

本发明的技术方案如下：

脉冲式线激光道路断面车辙测试仪，包括具有投射光学系统和接收光学系统的激光三角测距结构，其特征在于：所述投射光学系统与脉冲式线激光器相连接，所述接受光学系统与面阵CCD相机相连接；面阵CCD相机通过图像采集卡连接数据处理上位机，该图像采集卡连接激光器驱动器。

所述脉冲式线激光器为纳秒级脉冲滤光激光器。

所述接收光学系统为畸变、变F值的广角镜头，并在广角镜头中加入了窄带干涉滤光片。

所述图像采集卡是具有Cameralink接口的PCI卡。

所述数据处理上位机PC机或工业控制计算机。

所述激光器驱动器具有脉冲半导体激光器驱动、温度控制、电光调制、以及系统监控装置。

所述面阵CCD相机是一种用于摄取运动物体图像的逐行扫描黑白相机。

所述投射光学系统具有超短焦距柱面镜。

本发明的技术效果如下：

由于本发明的脉冲式线激光道路断面车辙测试仪，根据三角测距的原理，采用脉冲激光线型投射、面阵CCD相机成像的方式，从而能够实现对公路剖面(车辙、凹坑、凸起等)进行实时、在线测量，为公路验收、养护提供准确的判断数据。