[发明专利]一种单CCD相机实时车辙检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及道路检测领域，特别是一种单CCD相机实时车辙检测系统。

背景技术

车辙是指路面上沿行车轨迹产生的纵向带状凹槽，由于路面车辆行驶产生的流动变形，磨损，沉陷造成。车辙直接危害路面的质量，降低了路面的使用寿命，缩短维修周期。车辙处积水下渗，对路面基层、路基均有不同程度的损害，是路面坑槽产生的原因之一；还会进一步促进沥青的老化速度，进而产生大量病害；其隐蔽性强，不容易被驾驶员发觉和重视。在高速行驶中，方向稍微转动即容易出现难以应对的事故。

目前车载路面车辙实时检测系统主要使用线激光数字图像检测方法，但是主要存在以下缺点：测量系统采用的传感器过多，不仅使得系统造价成本大大增加，也使得结构安装十分困难；采用的激光器绝大多数为固体脉冲式激光器，不仅成本很高，发光效率低下和工作条件苛刻，并且532nm激光波长位于可见光区间，使得在白天工作时信噪比大大降低；在复杂路况中（如转弯、颠簸）中抗干扰能力很差，虽然少数测量系统采用的多角度激光照射可以解决这一问题，但是每次测量激光器需要伸出车尾，这对结构安装造成困难和对车辆行驶安全造成威胁；由相机拍摄图片直接传送至计算机，导致数据量很大，对传输线路和计算机处理能力要求很高；不能实现任意可变间距车辙测量，即车辙测量间距为固定值，使用不方便。

发明内容

针对背景技术的不足，本发明通过将两个线激光器和一台CCD相机安装在车体上，通过CCD相机、线激光器及激光出瞳处之间距离角度的合理安装，实现了单台CCD相机测量宽度达大于3m，且所有仪器设备不会超过车体宽度，便于系统安装和使用。

本发明的技术方案是：一种单CCD相机实时车辙检测系统，包括CCD相机、两个线激光器，CCD相机镜头中心距离地面高度为2600mm至3000mm，CCD相机镜头中心在激光器出光位置的前方距离为240 mm至440mm处；两台线激光器横向距离为1740mm至2140mm；激光器出光位置距离地面高度为600mm至900mm，其特征在于：所述的线激光器到激光出瞳处与水平面的夹角为21°，所述的CCD相机到激光出瞳处与水平面的夹角为60°。其有益效果是：各测量部件安装后横向不伸出车身，高度方向不超过3000mm，向车后方向探出不超过500mm，且能够测量较宽范围的车辙。

如上所述的车辙检测系统，其特征在于：所述的CCD相机和线激光器固定在铝盒内，所述铝盒安装固定在车身上。其有益效果是：能使设备防尘防雨，提高系统的环境适应能力。

如上所述的车辙检测系统，其特征在于：所述的CCD相机为Ranger D50面阵CCD相机。其有益效果是：具有1/16亚像素轮廓提取功能，分辨值可达1mm以下，使系统具有较高的分辨率。

如上所述的车辙检测系统，其特征在于：所述线激光器为5W半导体808nm近红外线激光器。其有益效果是：808nm近红外光在阳光下的信噪比大大提高，在接收光学系统中加入808nm窄带滤光片后几乎可以滤除全部可见光，使得阳光的干扰可以基本忽略。

如上所述的车辙检测系统，其特征在于：所述车辙检测系统还包括位移传感器。其有益效果是：可以通过位移传感器测量检测系统的行走距离。

如上所述的车辙检测系统，其特征在于：所述车辙检测系统还包括计算机，所述计算机用于采集CCD相机的图像并进行处理。其有益效果是：经计算机中值滤波和小波变换后，可以得到有效的图像激光线轮廓。

附图说明

图1为基于激光三角法的测量分辨率模型；

图2车辙测量系统各部件结构安装右视图示意图；

图3为车辙测量系统各部件结构安装主视图示意图；

图4为智能相机提取的激光线轮廓（激光线轮廓预处理）；

图5、图6、图7、图8分别为计算机滤除预处理激光线轮廓的噪声过程（激光线轮廓后处理）；

图9为分段标定和载体坐标系示意图；

图10为标定像方坐标点阵图。

具体实施方式

附图标记说明：1—线激光器、2—CCD相机。

以下结合附图对本发明做进一步的说明。

1.  基于激光三角测量法的分辨率模型