專利名稱：激光道路綜合檢測車的制作方法
技術領域：
本發明屬于道路質量檢測設備技術領域,涉及一種可用于檢測評 價多項道路質量指標的激光道路綜合檢測車。
背景技術：
在高等級公路的建設、運營、養護維修中，道路的多項質量指標 狀況如路面平整度、構造深度、路面車轍、路表面裂縫以及道路兩側 的各種環境信息(如護欄、邊坡、中心隔離帶)等指標狀況，對于建設 部門和交通管理部門來說都是非常重要的。如何對上述指標進行快 速、客觀的檢測與評價，長期以來一直是有關部門十分關注的問題。 目前，本領域對相關道路質量指標檢測與評價的現狀如下所述。
對于路面平整度、構造深度指標的檢測與評價，迄今雖然已采用 了先進的激光檢測技術,但其多還只限于對這兩項指標的單獨檢測與 評價，且僅僅是檢測一個輪跡帶上平整度指標，尚沒有做到使之與其 它路面質量指標同時進行高效率檢測。
對于路面車轍指標的檢測與評價，目前采用的激光檢測裝置所存 在的主要問題主要是在橫斷面方向上安裝布設的激光探頭數量少，檢
測寬度小于一個行車道的寬度，檢測精度低；另外安裝激光探頭的橫 梁往往布設在檢測車的外部，橫梁的寬度也超出檢測車的寬度，不利 于行車安全。總體上講對路面車轍指標的檢測也還是單獨檢測，亦沒
有沒有做到使之與其它路面質量指標同時進行高效率檢測。
對于路面裂縫等破損情況的檢測與評價，目前主要還是采用人工 行走目視記錄檢測的方式，存在檢測效率低、影響正常交通以及檢測 人員的人身安全隱患大等問題，而近年來已有應用的數字圖像檢測方 法也還沒有沒有做到與其它路面質量指標同時進行高效率檢測。另外 對于道路環境信息的檢測，目前也主要是采用人工的方法進行，效率
4低、不能實現長距離大范圍的檢測。
即便是目前已有采用的多道路指標的檢測裝置, 一般也僅僅是幾 項單項指標的綜合，還沒有實現所有的指標的綜合檢測，故其功能與 性能也均難以令人滿意。
除上述檢測裝置外，目前本領域出現的道路檢測車相應也還存在 有一些不足之處，具體表現在路面破損照明還沒有實現可調節傾斜 照明方式；在平整度檢測方面還不能實現低速檢測，不能隨時慢速停 車，不適用于交通復雜情況的道路檢測，也無法適用于城市道路的檢 測；車外路面破損照明系統往往超寬，不利于檢測車的行車安全；車 上的安全保護艙門開啟還沒有實現自動化控制;檢測車沒有行駛安全 警示的大尺寸LED電子顯示屏；檢測車內的操作空間小，車內輔助設 施少(如沒有可供操作人員使用的飲水機、洗手池、休息位等)，不利 于工作人員長時間舒適的工作;車內工作位的設計往往造成操作人員 不能面向行車前方，造成操作人員長時間工作身體不適;車內計算機 等設備安裝分散，不利于設備的保養及維護。
發明內容
本發明的目的在于對現有技術存在的問題加以解決,提供一種結 構新穎、功能齊全、操作方便、檢測精度高、可實現多項道路質量指 標綜合檢測的激光道路綜合檢測車。
為實現上述發明目的而研制的激光道路綜合檢測車包括一個具 有供操作人員工作休息使用的操作室的車體，其技術結構特征主要 有(l).在車體下端裝有一部不超車寬的路面平整度、車轍、構造深 度激光檢測裝置，所說的檢測裝置具有一個由左、右縱向平整度檢測 梁和前、后架桿連接組成的矩形梁架，在矩形梁架的中部架裝有一副 由下端橫直架和兩側立架構成的U型車轍檢測橫梁,在車轍檢測橫梁 的橫直架上并排設置有15 20個可向下發出準直激光束的檢測激光 探頭(激光位移傳感器)，在車轍檢測橫梁的兩側立架上按上下位依次各設置有3 6個可向斜外下方或近直下方發出準直激光束的檢測激 光探頭,兩縱向平整度檢測梁對應設在路面左右側輪跡帶的上方，在 兩縱向平整度檢測梁上各設有六個可向下發出準直檢測激光束的檢 測激光探頭,其中一個檢測激光探頭與車轍檢測橫梁最外端處的檢測 激光探頭共用，其余五個按三二分組分別設在縱向平整度檢測梁的前 后兩端；(2).在車體后端上部兩側對稱平設有四臺可做俯向拍攝的面 陣相機；(3).在車體后端下部兩側各裝有一部面陣相機雙排頻閃照明 燈，所說的雙排頻閃照明燈具有一個由上殼外罩和下殼透明保護罩組 成的傾斜燈架,在燈架內腔下部通過反光罩支架沿斜向緊鄰并排設置 有兩個拋物面槽型反光罩,在兩反光罩內槽面的頂部均并行設置有多 支可向斜后下方投射照明的閃光燈管；(4).在車體頂部的前后兩端分 別裝有道路兩側環境拍攝相機和安全監控相機，在車體頂部還設有 GPS定位天線；(5).在車體操作室內設置有工作臺(桌椅)、發電機艙、 工控機柜、洗手池、飲水機以及用于控制檢測激光探頭、面陣相機、 頻閃照明燈和拍攝相機工作的控制電路裝置。
實際工作中，當檢測車向前行駛時，通過設在路面平整度、車轍、 構造深度激光檢測裝置的所有檢測激光探頭(激光位移傳感器)對路 面進行檢測，采集到的數據經計算機進行數據處理后，便可以快捷、 準確地檢測出路面的平整度、車轍、構造深度等多項道路質量指標。 顯然，橫斷方向上的橫向檢測梁上的激光位移傳感器數量越多，描述 的橫斷面車轍曲線越精確。與進行上述質量檢測的同時，設在車體頂 部前端的道路兩側環境拍攝相機可對檢測車前方道路兩側的環境進 行檢測，設在車體頂部后端的安全監控相機可對檢測車后部的情況進 行監視，所獲取的信息均送至計算機進行數據處理，進而可獲得路表
面裂縫以及道路兩側的護欄、邊坡、中心隔離帶各種環境信息指標。 在車體后上部安裝的四臺面陣相機主要用于拍攝記錄道路表面破損
情況,在車體后端下部所裝的雙排頻閃照明燈則做為面陣相機拍攝過程的輔助照明裝置，當采用該頻閃燈照明時，由電控制系統啟動全部 或多支閃光燈管發出直射光以及經反光罩反射的光(補光)照射在拍 攝路面上，形成高亮度光面，可滿足面陣相機拍攝的不同亮度照明的 要求。
與現有技術相比，本發明具有的顯著優點是1、采用激光檢測 裝置、面陣相機、頻閃照明燈等配合工作的設置方式，同時還將道路 兩側環境拍攝相機、安全監控相機和GPS定位天線等裝置集中設置在 車體上，實現了對道路平整度、車轍、構造深度、路面破損、道路環 境、GPS定位等集成綜合檢測；2、車內空間(轎廂)分為工作區和輔 助區，工作空間寬敞舒適，可將車內各種設備集中安裝保護，統一安 裝在工控機柜中，車內各項工作位的設計符合人體操作要求，有利于 工作人員長時間的檢測工作；3、對路面破損的照明釆用雙排多支頻 閃燈同步傾斜照明，實現了均勻照明，解決以往面陣相機拍攝圖象中 存在的照明不足問題，使相機采集到的圖面清晰、亮度及對比度好、 環境光干擾小；4、道路環境信息采集采用多臺相機拍攝，可實現前 方180度全景和右側遠距離拍攝；5、車上自帶發電供電系統，可為 所有檢測系統和附屬設施提供不間斷穩壓電源；6、所有激光檢測探 頭全部安裝在檢測車內部，車轍檢測梁不超車寬，有利于行車安全； 7、檢測車的行車檢測速度可快可慢，檢測結果基本不受行車速度的 影響；8、車內設有多項輔助設施如飲水機、洗手池、文件柜、休息 位等，方便工作人員休息、生活。
圖1為本發明一個具體實施例的結構示意圖。 圖2為該激光道路綜合檢測車內的工作位、輔助設施空間布局結 構的示意圖。
圖3為該綜合檢測車后視向工作結構示意圖。
圖4為路面平整度、車轍、構造深度激光檢測裝置的主視向工作結構示意圖。
圖5為圖4的俯視向工作原理示，即該激光檢測裝置實施例結構 用于路面平整度車轍構造深度檢測的工作原理圖。
圖6為綜合檢測車尾部路面破損拍攝系統示意圖。 圖7為該綜合檢測車雙排頻閃照明燈一個實施例的結構示意圖。 圖8為圖7所示雙排頻閃照明燈實施例結構的K向視圖。 圖9為面陣相機自動伸縮架的結構示意圖。 圖中各標號分別是l-面陣相機，2—前后向移動導軌，3—左 右向伸縮導軌，4一雙排頻閃照明燈，4a—燈架底板，4b—下殼透明 保護罩，4c一上殼外罩下，4d—上殼外罩上，4e—反光罩下，4f一反 光罩上，4g—閃光燈管，4h—控制電路板，4i一燈架底板上部調節鉸 鏈支撐件，4j-燈架底板下部調節鉸鏈支撐件，5—相機保護罩，6 一前后向伸縮汽缸，7—后方安全監控相機，8—后方警示語LED電子 顯示屏，9(9a 9d)—道路兩側環境拍攝相機，IO—GPS定位天線， ll一光電測距編碼器，12—路面平整度、車轍、構造深度激光檢測裝 置，12a—左、右縱向平整度檢測梁，12b—前、后架桿，12c—車轍 檢測橫梁的橫直架，12d—車轍檢測橫梁的兩側立架，12e—檢測激光 探頭，12e'—共用檢測激光探頭，12Z—構造深度檢測激光探頭，13 一檢測車內后部休息位，14一休息位用工作臺，15—飲水機，16—洗 手池，17—工控機柜，18—可折疊座椅，19一單人工作位座椅，20— 單人工作臺，21—文件柜，22—雙人工作位座椅，23—雙人工作臺， 25(25a 25c)—激光探頭保護艙門，26—自動伸縮汽缸，27—車體。
具體實施例方式
以下將結合附圖和實施例對本實發明的內容做進一步說明，但本 發明的實際制作結構并不僅限于下述的實施例。
參見附圖，本發明所述的激光道路綜合檢測車由車體27和設置 在車體27上的路面平整度、車轍、構造深度激光檢測裝置12、面陣相機1、雙排頻閃照明燈4、道路兩側環境拍攝相機9、后方安全監 控相機7、 GPS定位天線10以及配置在車體內的工作臺、發電機艙、 工控機柜17、洗手池16、飲水機15、控制電路裝置等組成。在車體 后面設有后方警示語LED電子顯示屏8。
路面平整度、車轍、構造深度激光檢測裝置12的結構如圖3所 示。它具有一個由左、右縱向平整度檢測梁12a和前、后架桿12b 連接組成的矩形梁架。在矩形梁架的中部架裝有一副由下端橫直架 12c和兩側立架12d構成的U型車轍檢測橫梁，在車轍檢測橫梁的橫 直架12c上并排設置有15個可向下發出準直激光束的檢測激光探頭 12e，在車轍檢測橫梁的兩側立架12d上按上下位依次各設置有4個 可向斜外下方或近直下方發出準直激光束的檢測激光探頭12e，每側 四個檢測激光探頭12e中，設在立架12d最上端的檢測激光探頭12e 向近直下方發出準直激光束，其余的三個檢測激光探頭12e分別以不 同角度向斜外下方發出準直激光束。兩縱向平整度檢測梁12a對應設 在路面左右側輪跡帶的上方,在兩縱向平整度檢測梁12a上各設有六 個可向下發出準直檢測激光束的檢測激光探頭12e,其中一個檢測激 光探頭12e'與車轍檢測橫梁最外端處的檢測激光探頭12e'共用，其 余五個按三二分組分別設在縱向平整度檢測梁12a的前后兩端，圖1 和圖4中標號12Z為用于路面構造深度檢測的高精度檢測激光探頭。 在車體27下部分設有三個激光探頭保護艙門25a 25c,保護艙門 25a 25c在檢測激光探頭12e工作時開啟，運輸存放時關閉。
四臺可做俯向拍攝的高分辨率面陣相機1均通過一副由前后向 伸縮汽缸6、前后向移動導軌2和左右向伸縮導軌3組成的自動伸縮 架安裝在車體27后端上部，工作時相機1可在控制電路驅動下隨自 動伸縮架自動伸出或收進。
為面陣相機1提供輔助照明的雙排頻閃照明燈4裝在車體27后 端下部，其結構如圖7和圖8所示。它具有一個安裝在燈架底板4a上的由上殼外罩(圖7中由上殼外罩下4c和上殼外罩上4d構成)和下 殼透明保護罩4a組成的傾斜燈架，在燈架內腔下部通過反光罩支架 4d沿斜向緊鄰并排設置有兩個拋物面槽型反光罩4e、 4f,在兩反光 罩4e、4f內槽面的頂部均設置有1支或橫排并行設置有2 8支可向 斜后下方投射照明的閃光燈管4g。在燈架內設有可控制全部燈管4g 工作或部分燈管工作的控制電路板4h，工作時各閃光燈管4g在控制 電路控制下可全部或部分開通，其發出的照明光以及經反光罩4e、 4f反射的光照共同射在路面上，形成高亮度光面，可充分滿足面陣 相機拍攝的不同亮度照明的要求。設在燈架底板4a—側面的上、下 部調節鉸鏈支撐件4i、 4j可使該頻閃燈燈體的俯仰角、左右傾角、 水平轉角、上下位置等均做出調節。
在車體27頂部前端裝有四臺道路環境照相機9a 9d,其中三個 照相機9a 9c沿車寬向對稱設置，其拍攝光軸分別朝向車體正前方 和車體兩側的斜前方，另一個照相機9d在略后位設置，其拍攝光軸 朝向車體的外側方，可實現前方180度全景和右側遠距離拍攝。
GPS定位天線10設在車體27的頂部，采用光電編碼器和GPS聯 合精確定位。
檢測車內的工作區和輔助區通過車內中間設置的兩個工控機柜 17分隔開，車內各種設備可集中安裝保護并統一安裝在工控機柜中， 利于設備的保養及維護。在工作區內設有工作臺14、 20、 23、工作 椅18、 19、 22、飲水機15、洗手池發電機艙，發電機艙中設置的發 電供電系統可為所有檢測系統和附屬設施提供不間斷穩壓電源。車內 有六個工作位和四個休息位,其中對工作位的設計可使操作人員面向 行車前方，有利于長時間的檢測工作。
權利要求
1、一種激光道路綜合檢測車，包括一個具有操作室的車體(27)，其特征是1. 1在車體(27)下端裝有一部路面平整度、車轍、構造深度激光檢測裝置(12)，所說的檢測裝置(12)具有一個由左、右縱向平整度檢測梁(12a)和前、后架桿(12b)連接組成的矩形梁架，在矩形梁架的中部架裝有一副由下端橫直架(12c)和兩側立架(12d)構成的U型車轍檢測橫梁，在車轍檢測橫梁的橫直架(12c)上并排設置有15～20個可向下發出準直激光束的檢測激光探頭(12e)，在車轍檢測橫梁的兩側立架(12d)上按上下位依次各設置有3～6個可向斜外下方或近直下方發出準直激光束的檢測激光探頭(12e)，兩縱向平整度檢測梁(12a)對應設在路面左右側輪跡帶的上方，在兩縱向平整度檢測梁(12a)上各設有六個可向下發出準直檢測激光束的檢測激光探頭(12e)，其中一個檢測激光探頭(12e′)與車轍檢測橫梁最外端處的檢測激光探頭(12e′)共用，其余五個按三二分組分別設在縱向平整度檢測梁(12a)的前后兩端；1. 2在車體(27)后端上部對稱平設有四臺可做俯向拍攝的面陣相機(1)；1. 3在車體(27)后端下部兩側各裝有一部面陣相機雙排頻閃照明燈(4)，所說的雙排頻閃照明燈(4)具有一個由上殼外罩和下殼透明保護罩(4a)組成的傾斜燈架，在燈架內腔下部通過反光罩支架(4d)沿斜向緊鄰并排設置有兩個拋物面槽型反光罩(4e、4f)，在兩反光罩(4e、4f)內槽面的頂部均設置有一支或多支可向斜后下方投射照明的閃光燈管(4g)；1. 4在車體(27)頂部的前后兩端分別裝有道路兩側環境拍攝相機(9)和安全監控相機(7)，在車體頂部還設有GPS定位天線(10)；1. 5在車體操作室內設置有工作臺(14、20、23)、發電機艙、工控機柜(17)、洗手池(16)、飲水機(15)以及用于控制檢測激光探頭(12e)、面陣相機(1)、頻閃照明燈(4)和拍攝相機(7、9)工作的控制電路裝置。
2、 根據權利要求1所述的激光道路綜合檢測車，其特征是在車轍檢測橫梁的橫直架(12c)上并排設置有15個可向下發出準直激光束的檢測激光探頭(12e)，在車轍檢測橫梁的兩側立架(12d)上按上下位依次各設置有4個可向斜外下方或近直下方發出準直激光束的檢測激光探頭(12e),在兩縱向平整度檢測梁(12a)上各設有六個可向下發出準直檢測激光束的檢測激光探頭(12e),其中一個檢測激光探頭(l2e')與車轍檢測橫梁最外端處的檢測激光探頭(12e')共用，其余五個按三二分組分別設在縱向平整度檢測梁(12a)的前后兩端。
3、 根據權利要求2所述的激光道路綜合檢測車，其特征是設在車轍檢測橫梁的兩側立架(12d)最上端的檢測激光探頭(12e)向近直下方發出準直檢測激光束，其余三個檢測激光探頭(12e)分別以不同角度向斜外下方發出準直檢測激光束。
4、 根據權利要求1所述的激光道路綜合檢測車，其特征是在車體(27)下部設有激光探頭保護艙門(25)。
5、 根據權利要求1所述的激光道路綜合檢測車，其特征是面陣相機(1)通過一副由前后向伸縮汽缸(6)、前后向移動導軌(2)和左右向伸縮導軌(3)組成的自動伸縮架安裝在車體(27)后端上部。
6、 根據權利要求1所述的激光道路綜合檢測車，其特征是在雙排頻閃照明燈(4)的每個反光罩(4e、 4f)內槽面的頂部均設置有1支或橫排并行設置有2 8支可向斜下方投射照明的閃光燈管(4g)。
7、 根據權利要求1所述的激光道路綜合檢測車，其特征是在車體(27)頂部前端裝有四個道路兩側環境拍攝相機(9a 9d),其中三個相機(9a 9c)沿車寬向對稱設置,其拍攝光軸分別朝向車體正前方和車體兩側的斜前方，另一個照相機(9d)在略后位設置，其拍攝光軸朝向車體的外側方。
8、 根據權利要求1所述的激光道路綜合檢測車，其特征是在車體(27)后面設有后方警示語LED電子顯示屏(8)。
全文摘要
本發明涉及一種可用于檢測評價多項道路質量指標的激光道路綜合檢測車，在車體下端裝有一部其上設置有多個可向下方發出準直激光束的路面平整度、車轍、構造深度激光檢測裝置，在車體后端上部設有俯向拍攝的面陣相機，在車體后端裝有面陣相機雙排頻閃照明燈，在車體頂部裝有道路兩側環境拍攝相機、安全監控相機和GPS定位天線，在車體操作室內設置有工作臺、發電機艙、工控機柜、洗手池、飲水機以及控制電路裝置。與現有技術相比，本發明具有結構新穎、功能齊全、操作方便、檢測精度高、可實現多項道路質量指標綜合檢測等優點。
文檔編號E01C23/01GK101487223SQ20091002129
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月27日 優先權日2009年2月27日
發明者宋宏勛, 平 李, 樊江順, 申福林, 毅 韓, 建 馬, 馬榮貴 申請人:長安大學