[发明专利]基于移动平台的路面不平度非接触测量方法及其装置

权利要求书

1.一种基于移动平台的路面不平度非接触测量装置，其特征在于，包括：移动平台、测距传感器矩阵、三维摄像装置、数据存储单元及通讯单元、地面遥控装置、地面数据通讯装置、路面形状数据处理装置、移动平台同步传感器阵列、测距传感器矩阵稳定调节器、上支架、中央铰接件、测距传感器矩阵支架、万向连接器；

所述移动平台在路面的两侧移动，实施路面形状采集过程时候，两个移动平台分别放置于路面两侧；所述测距传感器矩阵由多个独立的测距传感器组成，每个测距传感器之间的横向和纵向距离相等，测距传感器矩阵位于两个移动平台中间，路面之上；所述地面数据通讯装置用于获得移动平台同步传感器阵列回传的传感器数据，该传感器数据输入给地面遥控装置，所述地面遥控装置用于控制移动平台同步地并排向前移动，当两个移动平台是一前一后向前移动，移动平台同步传感器阵列检测到其中一个移动平台反馈信号相对另一个移动平台有相对位移，地面遥控装置通过地面数据通讯装置获得该相对位移信号，调整两个移动平台的相对速度，保证两个移动平台能够并行前进；所述测距传感器矩阵和移动平台同时向前移动，所述移动平台同步传感器阵列位于移动平台上面，所述数据存储单元及通讯单元用于实时存储测距传感器矩阵、三维摄像装置以及移动平台同步传感器阵列采集到的数据信息；所述路面形状数据处理装置用于对数据存储单元及通讯单元存储的三维摄像装置、测距传感器矩阵、移动平台同步传感器阵列的实时数据进行处理，实现路面数据比对及路面数据融合，构建路面形状，获得路面形状的数字模型；所述测距传感器矩阵稳定调节器用于调节测距传感器矩阵平行于路面，以保证测距传感器矩阵的发射界面与地面垂直；

两个移动平台分别通过一个万向连接器与上支架连接，上支架通过中央铰接件和两个测距传感器矩阵稳定调节器与测距传感器矩阵支架连接，测距传感器矩阵与测距传感器矩阵支架连接，三维摄像装置与测距传感器矩阵支架连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述移动平台为无人机，测距传感器矩阵包括激光测距传感器，超声波测距传感器。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，两个移动平台与上支架之间连接处的万向连接器的连接方式不同，连接后，其中一个移动平台可向前进方向摆动，另一个移动平台可向侧面摆动，这样两个移动平台可分别控制测距传感器矩阵在侧向和前向的角度。

4.一种基于如权利要求1或2或3所述的装置实现的路面不平度非接触测量方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤101：地面遥控装置控制两个移动平台并行前进；

步骤201：路面形状数据处理装置进行有效区域的确定，将三维摄像装置获得的三维数据与测距传感器矩阵获得的数据进行比对，确定测量有效范围边界；

步骤202，路面形状数据处理装置进行基于步骤201确保测距传感器矩阵2中测距传感器与路面保持平行；

步骤203，路面形状数据处理装置进行基于步骤202进行测距传感器矩阵的多维面数据测量；多维面是指，路面本身为三维数据，由于要多次测量，每次测量的结果不同，即每次测量是一个数据面，因此形成多维面数据；

步骤204：路面形状数据处理装置进行基于步骤203进行测距传感器矩阵的多维面数据和三维摄像装置的数据的异构数据融合。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤201中，测量有效范围边界中的外框为测距传感器矩阵的测量范围，初步确定外框的边界，然后再确定一个内框所围区域为有效区域，舍弃外框和内框之间的区域，保证所有测量都能覆盖到内框范围；

假设路面是由有限点组成，每个点之间具有相对位置，每个点具有自己形状，根据三维摄像装置测量获得的3D路面形状的数据，设定内框所围区域，作为测量参考区域，并设定参考点，用于确定测距传感器矩阵的测量值在路面上的相对位置。