[发明专利]一种道路的路面三维信息检测装置、方法及系统

说明书

本发明公开一种道路的路面三维信息检测装置及方法。所述装置包括：路面信息采集系统、车辆振动校正系统、路面三维信息集成系统以及定位系统；所述路面三维信息集成系统分别与所述路面信息采集系统、所述车辆振动校正系统以及所述定位系统电连接；所述路面三维信息集成系统用于集成路面图像、车辆姿态信息、车辆振动信息、车辆行驶轨迹以及车辆位置信息，将不同断面以及不同车道的变形信息统一到同一基准面上，以确定路面三维信息；所述路面三维信息包括车辙损坏程度、坑槽损坏程度、沉陷损坏程度、拥包拨浪损坏程度以及平整度。通过采用本发明所提供的检测装置及方法能够精确确定路面的损坏程度，提高图像处理速度及精度。

技术领域

本发明涉及道路的路面三维信息检测领域，特别是涉及一种道路的路面三维信息检测装置、方法及系统。

背景技术

道路平整度是用于反应道路沿行车轨迹方向由于纵向变形及横向变形作用于车辆，对于车辆振动颠簸所产生的影响。路面不平整状况的检测设备根据其检测原理，主要分为2种，即反应类平整度仪和断面类平整度仪。其中，反应类平整度仪直接用于检测车辆反应，只能获得道路平整度相关的宏观统计数据，而非路面本身的变形特征。断面类平整度仪则包括横纵断面两个方向，横断面即车辙检测设备，纵断面即纵向平整度检测设备。

断面类平整度仪测量的是车辆行驶轨迹下的路表面的高低变化、起伏状况。断面类平整度仪主要包括手工方式和车载方式两种。常用的手工断面类平整度仪包括3米直尺、水准仪和梁式断面仪；车载方式包括惯性断面仪、纵断面分析仪以及非接触式测量设备(包括激光测距仪以及近几年出现的激光图像断面仪)；车辙主要是指道路横断面的变形情况，检测技术基本同断面类平整度仪相同。纹理主要表现为道路表面级配材料的构造深度；理论上来说，将线形尺度上的数据同断面数据结合进行一定的修正原则上就可以得到道路的三维平整度数据，用于计算道路的纵向平整度等指标。对于三维平整度数据的获得来说，想要消除纵向误差，检测设备对于惯性单元的精度要求较高，但是车辆动态惯性测量单元在车辆行驶方向上的精度较差，因此，往往存在由于位置不确定性所产生的偏移以及不在同一拍摄平面所导致的“0”平面不同。因此，传统的断面类检测方法局限于单一断面的计算，无法用于计算道路纵向平整度及道路三维变形。

在现有技术中，应用于土木工程三维建模的检测技术主要包括：基于主动测量的激光扫描技术、激光测距技术、结构光拍摄技术；但是检测技术均受到车辆颠簸及检测频率的限制，设备组成复杂。其中，激光扫描、激光测距技术受限主要实现了横向或纵向的变形检测，没有办法进行不同尺度的检测，即不能同时进行道路宏观平整度、细观断面变形、微观断面纹理的全范围检测；而且基于结构光的图像拍摄技术在图像传输时，是先将图像存储起来再进行传输，传输速率慢，且受图像处理的误差影响较大，受分辨率限制，无法用于测量精度要求更高的纹理及损坏深度信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种道路的路面三维信息检测装置及方法，以解决现有技术中无法对道路进行全范围检测，精确确定路面的损坏程度，且图像处理误差大的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种道路的路面三维信息检测装置，包括：路面信息采集系统、车辆振动校正系统、路面三维信息集成系统以及定位系统；

所述路面三维信息集成系统分别与所述路面信息采集系统、所述车辆振动校正系统以及所述定位系统电连接；所述路面信息采集系统用于所述车辆振动校正系统校正由车辆倾斜所产生的光源位置投射误差以及车辆颠簸所产生的车辆振动信息时，获取路面的路面图像；将所述路面图像、所述光源位置投射误差以及所述车辆振动信息发送至所述路面三维信息集成系统；

所述定位系统用于获取车辆行驶轨迹以及车辆位置信息，并将所述车辆行驶轨迹以及车辆位置信息发送至所述路面三维信息集成系统；