[发明专利]一种基于无人机的路面跳车检测装置与方法

说明书

本发明公开了一种基于无人机的路面跳车检测装置，包括点激光器、直流电源、工控机、无线数据传输模块、横杆、数据线、无人机和计算机，无人机中部搭载直流电源和工控机，无人机下方搭载一根横杆，横杆下方挂载点激光器，点激光器通过电源线与直流电源进行连接，所述直流电源与工控机进行连接，工控机通过数据线与点激光器进行数据传输，所述工控机上安装有无线数据传输模块，所述无线数据传输模块作为工控机与地面端的计算机进行通信的媒介；本发明的检测方法将无人机遥感与激光检测技术进行结合，根据点激光器测得的路面点高程数据，进行数据处理后判断路面跳车情况。本发明实现在较短的时间内完成公路路面跳车情况的检测，检测效率高。

技术领域

本发明涉及路面跳车检测装置与方法，尤其涉及一种基于无人机的路面跳车检测装置与方法。

背景技术

自上个世纪九十年代起，我国的公路建设进入快速发展阶段。根据交通运输部统计，截止2019年末全国高速公路里程达14.96万公里，公路总里程达到501.25万公里，公路密度52.21公里/百平方公里，公路养护里程495.31万公里，占公路总里程98.8％。在公路选线定线过程中会不可避免的经过河流、原有道路等路段，需要建设桥梁、涵洞、通道等构造物来进行部分路段的衔接。随着公路的运营，在桥涵等构造物与路面之间的过渡段时常出现的路面跳车问题引起了人们的关注。路面跳车现象是指由于路面异常突起或沉陷等损坏引起的车辆突然颠簸。导致路面跳车的主要原因是桥涵等刚性结构物与路堤的刚度不同，在连续行车荷载和自重作用下产生的沉降量不一样，较大的沉降差在连接处形成台阶，从而出现路面跳车病害。路面跳车会加剧公路的局部损坏，缩短公路使用寿命，影响行车舒适性，严重时会危及行车安全。

对于路面跳车的现有检测主要依靠人工，存在检测效率低、准确性差、危险系数高等问题。同时，对于路面跳车的判断受到车辆运行状态和车上人员主观因素的影响，这种判断标准无法准确和定量描述出路面跳车的严重程度。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种实现准确、安全检测公路路面跳车的基于无人机路面跳车检测装置与方法。

技术方案：本发明的路面跳车检测装置，包括点激光器、直流电源、工控机、无线数据传输模块、横杆、数据线、无人机和计算机；所述无人机中部搭载直流电源和工控机，所述无人机下方搭载一根横杆，所述横杆下方挂载点激光器；

所述点激光器采集路面信息；所述直流电源通过电源线分别与点激光器、工控机连接；所述工控机通过数据线与点激光器连接，实时记录点激光器采集的数据信息；所述无线数据传输模块安装在工控机上；所述计算机设于地面端，通过无线数据传输模块给工控机发送指令，控制点激光器的开机和关闭。

本发明的路面跳车检测方法，包括如下步骤：

(s1)制定无人机挂载点激光器的巡检方案；

(s2)利用无人机挂载点激光器对道路进行实际检测；

(s3)对点激光器采集的数据进行处理；

(s4)对路面跳车情况进行判断，通过被测路段最大高程与最小高程的差值，得到最终检测结果。

进一步，所述步骤(s1)中包括如下步骤：

(s11)设定路面跳车检测区域位于道路轮迹带处，采用一次飞行同时检测一条车道的两条轮迹带，实测车道主要轮迹带分布情况，并设定检测采用单侧轮迹带宽度；

(s12)根据轮迹带分布宽度，选用一横杆来挂载点激光器，采用四个点激光器来进行检测，横杆两侧各放置两个点激光器，调整每侧点激光器之间的距离，确保单侧点激光器覆盖轮迹带宽度；

(s13)对待检路段车流量、障碍物分布以及高度进行调查，根据障碍物高度和路线走向，制定无人机航线使无人机在车道上方飞行，同时在非机动车道上选择合适的起飞、降落位置；