一種激光構造深度量測及其驗證方法和設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種激光構造深度量測及其驗證方法和設備，該激光構造深度量測方法包括：采集獲得繞旋轉中心進行旋轉的構造深度測試件的實時轉速；根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與所述旋轉中心的距離以及所述實時轉速，計算獲得激光測距采樣實時頻率；根據所述激光測距采樣實時頻率對所述構造深度測試件的被測表面進行高程采集，根據所述高程采集的采集位置以及與所述采集位置對應的高程信息獲得所述構造深度測試件的斷面高程數據序列；以及采用構造深度計算模型對所述構造深度測試件的多個斷面高程數據序列進行計算，獲得構造深度測量值。本申請的實施例能夠為車載式路面激光構造深度儀的計量溯源提供穩定的、可靠的校準方案。
【專利說明】一種激光構造深度量測及其驗證方法和設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及測量道路構造深度的【技術領域】，尤其涉及一種激光構造深度量測及其驗證方法和設備。
【背景技術】
[0002]路面構造深度是指一定面積的路表面凹凸不平的開口孔隙的平均深度，主要用于評定路面表面的宏觀粗糙度、排水性能及抗滑性，與行車安全息息相關。
[0003]我國目前雖有《公路路基路面現場測試規程》(JTG E60-2008)、《多功能路況快速檢測設備》(GB/T26764-2011)等對路面構造深度的檢測和技術方法有所涉及，但還達不到統一量值、規范儀器設備生產的目。
[0004]現行試驗規程的標準試驗方法是將已知體積的標準砂攤鋪在所要測試路表的被測區域上，量取攤平覆蓋的面積，然后用砂的體積與所覆蓋面積的比值，即為路面構造深度。但是這種手工鋪砂法在實際檢測工作中存在諸多不足，主要原因是鋪砂法測量路面構造深度測得的是鋪砂區域內的平均構造深度，與車載式路面激光構造深度儀計算激光測量法構造深度(Laser Measured Texture Depth,簡稱LMTD)的定義不同，兩個量值不存在理論上的固有關系，缺乏理論依據，不具有可比性。激光測量法構造深度(LaserMeasuredTexture D印th，簡稱LMTD)主要是采用精密激光測距儀沿一個方向采集斷面曲線，再按一定的計算模型計算得到。與采用鋪砂法測量的構造深度并不相同。而且，采用鋪砂法測量路面構造深度只能抽樣檢測，抽樣位置與采用車載式路面激光構造深度儀測量的位置難以對應，抽樣數據與測量數據之間也不具有可比性。并且，采用鋪砂法測量路面構造深度時，因鋪砂區域的形狀不規則，面積計算存在較大誤差，且受測試過程人為影響因素多，重復性差，測量結果有較大的不確定度。用不確定度較大的技術方案驗證測量不確定度較小的技術方案不合常理。在通車公路上采用這種方法進行檢測時，還需阻斷交通，操作人員的安全也面臨著較大威脅。
[0005]隨著科技進步和激光測距技術的快速發展，業內已經開始采用激光構造深度儀等非接觸式測距設備進行路面構造深度的檢測。激光構造深度儀作為目前公路行業路面構造深度的主要工作計量器具之一，其直接輸出參數即為路面構造深度。現有路面激光構造深度儀所采用的計算模型有很多，即便引用同一個標準體系，也存在因選用的具體技術方法和采用的特種參數不同導致計算結果存在較大差異的不足。正是因為存在著計算模型等差異，極有可能出現相同的斷面數據會得出不同的構造深度值，這就造成路面構造深度檢測數據可信度低、可比性差，已經嚴重影響我國路面抗滑性能的評價。
[0006]因此，有必要建立科學、完善的路用激光構造深度儀計量標準以及配套的裝置及驗證方法，以盡快實現我國路面激光構造深度儀的量值溯源。
【發明內容】
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種激光構造深度量測方法，其中，該方法包括:采集獲得繞旋轉中心進行旋轉的構造深度測試件的實時轉速；根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與所述旋轉中心的距離以及所述實時轉速，計算獲得激光測距采樣實時頻率；根據所述激光測距采樣實時頻率對所述構造深度測試件的被測表面進行高程采集，根據所述高程采集的采集位置以及與所述采集位置對應的高程信息獲得所述構造深度測試件的斷面高程數據序列；以及采用構造深度計算模型對所述構造深度測試件的多個斷面高程數據序列進行計算，獲得構造深度測量值。
[0008]優選地，所述構造深度測試件的被測表面分布有多個環狀的周期性紋理，所述周期性紋理的延伸方向與所述構造深度測試件的旋轉方向一致。
[0009]優選地，調整所述構造深度測試件的被測表面上的被測點與所述旋轉中心的距離，對所述構造深度測試件的被測表面上的多個環狀的周期性紋理進行所述高程采集，獲得所述構造深度測試件的多個所述斷面高程數據序列。
[0010]本申請的實施例還提供了一種激光構造深度量測驗證方法，其中，該方法包括:采集獲得繞旋轉中心進行旋轉的構造深度測試件的實時轉速；根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與所述旋轉中心的距離以及所述實時轉速，計算獲得激光測距采樣實時頻率；根據所述激光測距采樣實時頻率對所述構造深度測試件的被測表面進行高程采集，根據所述高程采集的采集位置以及與所述采集位置對應的高程信息獲得所述構造深度測試件的斷面高程數據序列；采用構造深度計算模型對所述構造深度測試件的多個斷面高程數據序列進行計算，獲得構造深度測量值；以及采用加工所述構造深度測試件的被測表面的設計值對所述構造深度測量值進行驗證并獲得驗證結果。
[0011]優選地，所述構造深度測試件的被測表面分布有多個環狀的周期性紋理，所述周期性紋理的延伸方向與所述構造深度測試件的旋轉方向一致。
[0012]優選地，調整所述構造深度測試件的被測表面上的被測點與所述旋轉中心的距離，對所述構造深度測試件的被測表面上的多個環狀的周期性紋理進行所述高程采集，獲得所述構造深度測試件的多個所述斷面高程數據序列。
[0013]本申請的實施例還提供了一種激光構造深度量測設備，其中，該設備包括:第一采集裝置，采集獲得繞旋轉中心進行旋轉的構造深度測試件的實時轉速；第一計算裝置，根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與所述旋轉中心的距離以及所述實時轉速，計算獲得激光測距采樣實時頻率；第二采集裝置，根據所述激光測距采樣實時頻率對所述構造深度測試件的被測表面進行高程采集，根據所述高程采集的采集位置以及與所述采集位置對應的高程信息獲得所述構造深度測試件的斷面高程數據序列；以及第二計算裝置，采用構造深度計算模型對所述構造深度測試件的多個斷面高程數據序列進行計算，獲得構造深度測量值。
[0014]優選地，所述第二采集裝置包括:調整模塊，調整所述構造深度測試件的被測表面上的被測點與所述旋轉中心的距離；采集模塊，根據所述激光測距采樣實時頻率對所述構造深度測試件的被測表面上的周期性紋理進行高程采集，獲得所述構造深度測試件的與所述周期性紋理對應的斷面高程數據序列；其中，所述構造深度測試件的被測表面分布有多個環狀的所述周期性紋理，每個環狀的所述周期性紋理的延伸方向與所述構造深度測試件的旋轉方向一致；所述采集模塊通過對所述構造深度測試件的被測表面上的所述多個環狀的所述周期性紋理進行所述高程采集，獲得所述構造深度測試件的多個所述斷面高程數據序列。
[0015]本申請的實施例還提供了一種激光構造深度量測的驗證設備，其中，該設備包括:第一采集裝置，采集獲得繞旋轉中心進行旋轉的構造深度測試件的實時轉速；第一計算裝置，根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與所述旋轉中心的距離以及所述實時轉速，計算激光測距采樣實時頻率；第二采集裝置，根據所述激光測距采樣實時頻率對所述構造深度測試件的被測表面進行高程采集，根據所述高程采集的采集位置以及與所述采集位置對應的高程信息獲得所述構造深度測試件的斷面高程數據序列；第二計算裝置，采用構造深度計算模型對所述構造深度測試件的多個斷面高程數據序列進行計算，獲得構造深度測量值；以及驗證裝置，采用加工所述構造深度測試件的被測表面的設計值對所述構造深度測量值進行驗證并獲得驗證結果。
[0016]優選地，所述第二采集裝置包括:調整模塊，調整所述構造深度測試件的被測表面上的被測點與所述旋轉中心的距離；采集模塊，根據所述激光測距采樣實時頻率對所述構造深度測試件的被測表面上的周期性紋理進行高程采集，獲得所述構造深度測試件的與所述周期性紋理對應的斷面高程數據序列；其中，所述構造深度測試件的被測表面分布有多個環狀的所述周期性紋理，每個環狀的所述周期性紋理的延伸方向與所述構造深度測試件的旋轉方向一致；所述采集模塊通過對所述構造深度測試件的被測表面上的所述多個環狀的所述周期性紋理進行所述高程采集，獲得所述構造深度測試件的多個所述斷面高程數據序列。
[0017]與現有技術相比，本申請的實施例可以保存和復現路面激光構造深度量值，在此基礎上還可以進行實時驗證，能夠為車載式路面激光構造深度儀的計量溯源提供穩定的、可靠的校準方案。本申請的實施例可以從根本上解決目前激光構造深度儀無法實現量值統一和計量溯源的問題。本申請的實施例改變了目前采用手工鋪砂法進行量值比對時效率低、可靠性差的現狀，且測試過程不受場地限制，無需阻斷交通，工作更加便利和安全可靠。
[0018]本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明的技術方案而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構和/或流程來實現和獲得。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]附圖用來提供對本申請的技術方案或現有技術的進一步理解，并且構成說明書的一部分。其中，表達本申請實施例的附圖與本申請的實施例一起用于解釋本申請的技術方案，但并不構成對本申請技術方案的限制。
[0020]圖1是根據本申請的一個實施例的激光構造深度量測方法的流程示意圖。
[0021]圖2是根據本申請的一個實施例的激光構造深度量測的驗證方法的流程示意圖。
[0022]圖3是根據本申請的一個實施例的激光構造深度量測設備的構造示意圖。
[0023]圖4是根據本申請的一個實施例的激光構造深度量測的驗證設備的構造示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發明的實施方式，借此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成相應技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。本申請實施例以及實施例中的各個特征，在不相沖突前提下可以相互結合，所形成的技術方案均在本發明的保護范圍之內。
[0025]另外，附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行。并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。
[0026]如圖1所示，本申請實施例的激光構造深度量測驗證方法主要包括如下步驟。
[0027]步驟S110，利用傳動裝置以預設轉速來驅動構造深度測試件繞旋轉中心進行旋轉，采集繞旋轉中心進行旋轉的構造深度測試件的實時轉速。
[0028]本申請的實施例中，構造深度測試件的被測表面分布有多個環狀的周期性紋理，且紋理的延伸方向與構造深度測試件的旋轉方向相一致，使得構造深度測試件通過旋轉運動來保證被測表面上周期性紋理的各高程點能夠得到有序的采樣。
[0029]步驟S120，根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與旋轉中心的距離以及實時轉速，計算獲得激光測距采樣實時頻率。
[0030]驅動構造深度測試件以預設轉速繞旋轉中心進行轉動，可以保證構造深度測試件的實時轉速在以預設轉速為基準的較小的一個變化范圍內進行轉動，避免構造深度測試件的實時轉速變化較大而增加激光測距采樣實時頻率的計算難度和復雜度，可以提高激光測距采樣實時頻率的準確性。
[0031]本申請的實施例中，構造深度測試件的被測表面是采用數控精密機加工技術并根據設計值來加工制作的。采用數控精密機加工技術以盡量高的加工精度來加工制作構造深度測試件，可以保證所加工出來的構造深度測試件的被測試面的形狀和尺寸能更加接近理想狀態，使得測量出來的結果可以采用加工時的設計值來進行驗證等處理，以評價測量設備、測量過程等的準確性和精確度等測量技術。
[0032]本申請的實施例可以采用輕質金屬材料來加工制作出具有周期性結構的標準介質，比如構造深度標準件等，據此可以用來評價激光構造深度儀等非接觸式測距設備的精度和準確性。采用輕質金屬材料制作的構造深度標準件等因尺寸、規格的統一性等，可以實現路面構造深度量值的穩定保存，受環境因素比如溫度、濕度等影響非常小，非常符合計量溯源傳遞的技術要求。
[0033]可以將構造深度測試件加工成圓盤狀，這樣可以將構造深度測試件的幾何中心作為其旋轉運動的旋轉中心。
[0034]步驟S130，根據激光測距采樣實時頻率對構造深度測試件的被測表面進行高程采集，記錄進行高程采集時的采集位置以及與采集位置相對應的高程信息。
[0035]通過激光測距技術進行采樣，可以獲得構造深度測試件的被測表面上環狀的周期性紋理不同采集位置的高程信息。根據多次高程采集時所記錄的一系列的采集位置及對應的高程信息，可以獲得構造深度測試件的斷面高程數據序列。
[0036]步驟S140，通過對構造深度測試件的被測表面上的多個紋理進行高程采集，獲得構造深度測試件的多個斷面高程數據序列。采用構造深度計算模型對該些斷面高程數據序列進行計算，獲得構造深度測量值。通過調整構造深度測試件的被測表面上的被測點與該旋轉中心的距離，可以對多個環狀的周期性紋理進行采集和測量。
[0037]構造深度的計算模型包括有LMTD、平均斷面深度(MPD)、斷面深度(PD)、RMST等等。本申請的實施例，可以采用任何一種計算模型來進行計算。需要注意的是，設計加工構造深度測試件被測表面所采用的計算模型，需要與對斷面高程數據序列進行計算所采用的計算模型相同，否則設計值與測量值之間無法具備可比性。
[0038]本申請的實施例是采用激光測距傳感器來進行微距測量。具體地，首先將激光測距傳感器調節至構造深度測試件的某一測試區域內，然后選擇預設轉速，指示傳動裝置等啟動電機帶動構造深度測試件繞旋轉中心進行旋轉。構造深度測試件繞旋轉中心進行旋轉時，采用光電編碼器輸出構造深度測試件的實時轉速。根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與構造深度測試件旋轉時的旋轉中心的距離以及構造深度測試件旋轉時的實時轉速等，計算激光測距采樣實時頻率并向激光測距傳感器發送采樣觸發信號。激光測距傳感器按所接收的觸發信號采集構造深度測試件當前采集位置的高程信息并記錄。根據所記錄的當前采集位置及相對應的高程信息，形成構造深度測試件的斷面高程數據序列。通過對構造深度測試件的被測表面上不同的周期性紋理進行測量，就可以獲得多個斷面高程數據序列。采用構造深度計算模型對這些斷面高程數據序列進行計算，就可以獲得構造深度測量值。
[0039]采用構造深度測試件設計加工時的設計值，還可以對構造深度測量值進行驗證，并采用顯示設備來顯示構造深度測量值與設計加工構造深度測試件所采用的設計值之間的偏差結果。
[0040]如圖2所示，本申請實施例激光構造深度量測的驗證方法，主要包括如下步驟。
[0041]步驟S210，利用傳動裝置以預設轉速來驅動構造深度測試件繞旋轉中心進行旋轉，采集繞旋轉中心進行旋轉的構造深度測試件的實時轉速。
[0042]步驟S220，根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與所述旋轉中心的距離以及所述實時轉速，計算獲得激光測距采樣實時頻率。
[0043]步驟S230，根據所述激光測距采樣實時頻率對構造深度測試件的被測表面進行高程采集，記錄進行高程采集時的采集位置以及與采集位置相對應的高程信息。
[0044]通過激光測距技術進行采樣，可以獲得構造深度測試件的被測表面上環狀的周期性紋理不同采集位置的高程信息。根據多次高程采集時所記錄的一系列的采集位置及對應的高程信息，可以獲得構造深度測試件的斷面高程數據序列。
[0045]步驟S240，通過對構造深度測試件的被測表面上的多個紋理進行高程采集，獲得構造深度測試件的多個斷面高程數據序列。采用構造深度計算模型對該些斷面高程數據序列進行計算，獲得構造深度測量值。通過調整構造深度測試件的被測表面上的被測點與該旋轉中心的距離，可以對多個環狀的周期性紋理進行采集和測量。
[0046]步驟S250，采用加工構造深度測試件被測表面時的設計值對該構造深度測量值進行驗證，獲得表明測量準確性和精確度的驗證結果。本申請的實施例還可以顯示驗證結果以變驗證人員可以更直觀地了解驗證結果。
[0047]構造深度測試件的被測表面采用數控精密機加工時，是由嚴格的加工參數進行控制的。構造深度測試件加工出來后，可以采樣上述步驟SllO至步驟S140的方法來進行測量和計算，獲得構造深度測試件被測表面的構造深度測量值。通過將這個構造深度測量值與構造深度測試件被測表面設計加工所采用的設計值進行比較，可以來驗證采用上述步驟SllO至步驟S140所述方法的激光測距相關設備獲得構造深度測量值的準確性和精度。假如加工構造深度測試件的被測表面時所采用的設計值與加工出來的實際值之間的偏差在允許的范圍之內的話，而且激光測距相關設備的準確性較高，則構造深度測試件的設計值與構造深度測量值應該是相等的，或者二者的偏差也應該是在允許的范圍之內。
[0048]如圖3所示，本申請實施例的激光構造深度量測設備，其主要包括第一采集裝置310、第一計算裝置320、第二采集裝置330以及第二計算裝置340等。
[0049]第一采集裝置310，采集獲得繞旋轉中心進行旋轉的構造深度測試件的實時轉速。本申請的實施例中，可以采用傳動裝置以預設轉速來驅動構造深度測試件繞旋轉中心進行旋轉。
[0050]第一計算裝置320，與第一采集裝置310相連，根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與旋轉中心的距離以及第一采集裝置310采集獲得的實時轉速，計算獲得激光測距采樣實時頻率。
[0051]第二采集裝置330，與第一計算裝置320相連，根據第一計算裝置320計算獲得的激光測距采樣實時頻率對該構造深度測試件的被測表面進行高程采集，記錄該高程采集時的采集位置以及與該采集位置對應的高程信息。根據一系列的記錄，可以獲得采集位置及對應的高程信息所形成的構造深度測試件的斷面高程數據序列。
[0052]第二計算裝置340，與第二采集裝置330相連，通過對構造深度測試件的被測表面上的多個紋理進行高程采集，獲得構造深度測試件的多個斷面高程數據序列。采用構造深度計算模型對所記錄的這些斷面高程數據序列進行計算，獲得構造深度測量值。通過調整構造深度測試件的被測表面上的被測點與該旋轉中心的距離，可以對多個環狀的周期性紋理進行采集和測量。
[0053]如圖3所示，本申請實施例的激光構造深度量測設備中的第二采集裝置330，包括調整模塊331以及采集模塊332。
[0054]調整模塊331，通過調整第二采集裝置330相對于旋轉中心的相對位置，可以調整構造深度測試件的被測表面上的被測點與旋轉中心的距離。
[0055]采集模塊332，與調整模塊331及第二計算裝置340相連，根據激光測距采樣實時頻率對構造深度測試件的被測表面上的周期性紋理進行高程采集，獲得構造深度測試件的與周期性紋理對應的斷面高程數據序列。
[0056]構造深度測試件的被測表面分布有多個環狀的周期性紋理，每個環狀的周期性紋理的延伸方向與構造深度測試件的旋轉方向一致；采集模塊332通過對構造深度測試件的被測表面上的多個環狀的周期性紋理進行高程采集，獲得構造深度測試件的多個斷面高程數據序列。
[0057]采用構造深度測試件設計加工時的設計值，還可以對構造深度測量值進行驗證，并采用顯示設備來顯示構造深度測量值與設計加工構造深度測試件所采用的設計值之間的偏差結果。
[0058]如圖4所示，本申請實施例的激光構造深度量測設備，其主要包括第一采集裝置410、第一計算裝置420、第二采集裝置430、第二計算裝置440以及驗證裝置450等。
[0059]第一采集裝置410，采集獲得繞旋轉中心進行旋轉的構造深度測試件的實時轉速。本申請的實施例中，可以采用傳動裝置以預設轉速來驅動構造深度測試件繞旋轉中心進行旋轉。
[0060]第一計算裝置420，與第一采集裝置410相連，根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與旋轉中心的距離以及第一采集裝置410采集獲得的實時轉速，計算獲得激光測距采樣實時頻率。
[0061]第二采集裝置430，與第一計算裝置420相連，根據第一計算裝置420計算獲得的激光測距采樣實時頻率對該構造深度測試件的被測表面進行高程采集，記錄該高程采集時的采集位置以及與該采集位置對應的高程信息。根據一系列的記錄，可以獲得采集位置及對應的高程信息所形成的構造深度測試件的斷面高程數據序列。
[0062]通過激光測距技術進行采樣，第二采集裝置430可以獲得構造深度測試件的被測表面上環狀的周期性紋理不同采集位置的高程信息。根據多次高程采集時所記錄的一系列的采集位置及對應的高程信息，第二采集裝置430可以獲得構造深度測試件的斷面高程數據序列。
[0063]第二計算裝置440，與第二采集裝置430相連，通過對構造深度測試件的被測表面上的多個紋理進行高程采集，獲得構造深度測試件的多個斷面高程數據序列。采用構造深度計算模型對所記錄的這些斷面高程數據序列進行計算，獲得構造深度測量值。通過調整構造深度測試件的被測表面上的被測點與該旋轉中心的距離，可以對多個環狀的周期性紋理進行采集和測量。
[0064]驗證裝置450，與第二計算裝置440相連，采用加工構造深度測試件被測表面時的設計值對所述構造深度測量值進行驗證，獲得表明測量準確性和精確度的驗證結果。本申請的實施例還可以顯示驗證結果以變驗證人員可以更直觀地了解驗證結果。
[0065]如圖4所示，本申請實施例的激光構造深度量測設備中的第二采集裝置430，包括調整模塊431以及采集模塊432。
[0066]調整模塊431，通過調整第二采集裝置330相對于旋轉中心的相對位置，可以調整構造深度測試件的被測表面上的被測點與旋轉中心的距離。
[0067]采集模塊432，與調整模塊431及第二計算裝置440相連，根據激光測距采樣實時頻率對構造深度測試件的被測表面上的周期性紋理進行高程采集，獲得構造深度測試件的與周期性紋理對應的斷面高程數據序列。
[0068]構造深度測試件的被測表面分布有多個環狀的周期性紋理，每個環狀的周期性紋理的延伸方向與構造深度測試件的旋轉方向一致；采集模塊432通過對構造深度測試件的被測表面上的多個環狀的周期性紋理進行高程采集，獲得構造深度測試件的多個斷面高程數據序列。
[0069]本申請的實施例可以采用位移觸發式靜態短程激光測距設備與具有速度控制反饋機制的轉動裝置相組合，來實現路面構造深度量值復現。本申請的實施例可以采用高采樣頻率的激光測距傳感器來進行高程采集，可以降低對周期結構介質采樣的失真率，提高路面構造深度測量結果重復性。本申請的實施例通過采用微小光斑的激光測距傳感器來進行高程采集，可以提升紋理高程的測量精度，從而提高路面構造深度量值的準確性。本申請的實施例可以采用調頻電路實現傳動裝置的控制，確保傳動裝置輸出速度與構造深度測量裝置采樣頻率的自動匹配，確保周期結構紋理試件采樣間隔的準確、穩定。
[0070]本申請的實施例可以采用位移觸發式靜態短程激光測距設備與具有速度控制反饋機制的轉動裝置的組合，實現路面構造深度量值復現。本申請的實施例通過采用輕質金屬材料及數控精密加工工藝研制多分區的周期結構標準介質實現路面構造深度量值的穩定保存。本申請的實施例采用剛體周期結構工件可穩定保存激光構造深度(LMTD)量值，具有較高的測量能力，更符合計量溯源傳遞的技術要求。本申請的實施例通過采用高采樣實時頻率的激光測距傳感器，降低對周期結構介質采樣的失真率，提高路面構造深度測量結果重復性。本申請的實施例通過采用微小光斑的激光測距傳感器，提升了紋理高程測量精度，從而提高路面構造深度量值的準確性。本申請的實施例采用調頻電路實現傳動機構控制，確保傳動裝置輸出速度與構造深度測量裝置采樣實時頻率的自動匹配，確保周期結構紋理試件采樣間隔的準確、穩定。
[0071]本領域的技術人員應該明白，上述的本申請實施例所提供的裝置和/或系統的各組成部分，以及方法中的各步驟，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上。可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現。從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。
[0072]雖然本發明所揭露的實施方式如上，但所述的內容僅為便于理解本發明技術方案而采用的實施方式，并非用以限定本發明。任何本發明所屬領域內的技術人員，在不脫離本發明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式及細節上進行任何的修改與變化，但本發明的專利保護范圍，仍須以所附的權利要求書所界定的范圍為準。
【權利要求】
1.一種激光構造深度量測方法，其中，該方法包括: 采集獲得繞旋轉中心進行旋轉的構造深度測試件的實時轉速； 根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與所述旋轉中心的距離以及所述實時轉速，計算獲得激光測距采樣實時頻率； 根據所述激光測距采樣實時頻率對所述構造深度測試件的被測表面進行高程采集，根據所述高程采集的采集位置以及與所述采集位置對應的高程信息獲得所述構造深度測試件的斷面高程數據序列；以及 采用構造深度計算模型對所述構造深度測試件的多個斷面高程數據序列進行計算，獲得構造深度測量值。
2.根據權利要求1所述的方法，其中: 所述構造深度測試件的被測表面分布有多個環狀的周期性紋理，所述周期性紋理的延伸方向與所述構造深度測試件的旋轉方向一致。
3.根據權利要求2所述的方法，其中: 調整所述構造深度測試件的被測表面上的被測點與所述旋轉中心的距離，對所述構造深度測試件的被測表面上的多個環狀的周期性紋理進行所述高程采集，獲得所述構造深度測試件的多個所述斷面高程數據序列。
4.一種激光構造深度量測驗證方法，其中，該方法包括: 采集獲得繞旋轉中心進行旋轉的構造深度測試件的實時轉速； 根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與所述旋轉中心的距離以及所述實時轉速，計算獲得激光測距采樣實時頻率； 根據所述激光測距采樣實時頻率對所述構造深度測試件的被測表面進行高程采集，根據所述高程采集的采集位置以及與所述采集位置對應的高程信息獲得所述構造深度測試件的斷面高程數據序列； 采用構造深度計算模型對所述構造深度測試件的多個斷面高程數據序列進行計算，獲得構造深度測量值；以及 采用加工所述構造深度測試件的被測表面的設計值對所述構造深度測量值進行驗證并獲得驗證結果。
5.根據權利要求4所述的方法，其中: 所述構造深度測試件的被測表面分布有多個環狀的周期性紋理，所述周期性紋理的延伸方向與所述構造深度測試件的旋轉方向一致。
6.根據權利要求5所述的方法，其中: 調整所述構造深度測試件的被測表面上的被測點與所述旋轉中心的距離，對所述構造深度測試件的被測表面上的多個環狀的周期性紋理進行所述高程采集，獲得所述構造深度測試件的多個所述斷面高程數據序列。
7.一種激光構造深度量測設備，其中，該設備包括: 第一采集裝置，采集獲得繞旋轉中心進行旋轉的構造深度測試件的實時轉速； 第一計算裝置，根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與所述旋轉中心的距離以及所述實時轉速，計算獲得激光測距采樣實時頻率； 第二采集裝置，根據所述激光測距采樣實時頻率對所述構造深度測試件的被測表面進行高程采集，根據所述高程采集的采集位置以及與所述采集位置對應的高程信息獲得所述構造深度測試件的斷面高程數據序列；以及 第二計算裝置，采用構造深度計算模型對所述構造深度測試件的多個斷面高程數據序列進行計算，獲得構造深度測量值。
8.根據權利要求7所述的設備，其中，所述第二采集裝置包括: 調整模塊，調整所述構造深度測試件的被測表面上的被測點與所述旋轉中心的距離；采集模塊，根據所述激光測距采樣實時頻率對所述構造深度測試件的被測表面上的周期性紋理進行高程采集，獲得所述構造深度測試件的與所述周期性紋理對應的斷面高程數據序列； 其中，所述構造深度測試件的被測表面分布有多個環狀的所述周期性紋理，每個環狀的所述周期性紋理的延伸方向與所述構造深度測試件的旋轉方向一致；所述采集模塊通過對所述構造深度測試件的被測表面上的所 述多個環狀的所述周期性紋理進行所述高程采集，獲得所述構造深度測試件的多個所述斷面高程數據序列。
9.一種激光構造深度量測的驗證設備，其中，該設備包括: 第一采集裝置，采集獲得繞旋轉中心進行旋轉的構造深度測試件的實時轉速； 第一計算裝置，根據預設的激光測距采樣間隔、被測點與所述旋轉中心的距離以及所述實時轉速，計算激光測距采樣實時頻率； 第二采集裝置，根據所述激光測距采樣實時頻率對所述構造深度測試件的被測表面進行高程采集，根據所述高程采集的采集位置以及與所述采集位置對應的高程信息獲得所述構造深度測試件的斷面高程數據序列； 第二計算裝置，采用構造深度計算模型對所述構造深度測試件的多個斷面高程數據序列進行計算，獲得構造深度測量值；以及 驗證裝置，采用加工所述構造深度測試件的被測表面的設計值對所述構造深度測量值進行驗證并獲得驗證結果。
10.根據權利要求9所述的設備，其中，所述第二采集裝置包括: 調整模塊，調整所述構造深度測試件的被測表面上的被測點與所述旋轉中心的距離；采集模塊，根據所述激光測距采樣實時頻率對所述構造深度測試件的被測表面上的周期性紋理進行高程采集，獲得所述構造深度測試件的與所述周期性紋理對應的斷面高程數據序列； 其中，所述構造深度測試件的被測表面分布有多個環狀的所述周期性紋理，每個環狀的所述周期性紋理的延伸方向與所述構造深度測試件的旋轉方向一致；所述采集模塊通過對所述構造深度測試件的被測表面上的所述多個環狀的所述周期性紋理進行所述高程采集，獲得所述構造深度測試件的多個所述斷面高程數據序列。
【文檔編號】G01B11/22GK104032658SQ201410235746
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月29日 優先權日:2014年5月29日
【發明者】竇光武, 和松, 荊根強, 郭鴻博, 苗娜, 劉璐, 周毅姝 申請人:交通運輸部公路科學研究所