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高速公路路面自動檢測系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:2264620閱讀:728來源:國知局
專利名稱:高速公路路面自動檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域
本發(fā)明涉及一種高速公路路面檢測技術(shù),特別涉及一種高速公路路面自動檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)
目前,國內(nèi)外高速公路迅速發(fā)展,四通八達,而且車速也在不斷地提高。這就要求一直保持高質(zhì)量的路面,道路完好和平整,確保行駛車輛的高速、安全和舒適。所以非常需要對危害路面進行及時監(jiān)測,例如,路面是否平整、開裂、路肩整潔、邊坡穩(wěn)定、道溝暢通、線形變形等。70年代法國研制了Gerpho“道路攝像膠片檢測設備”是把路面變形等情況攝像制成膠片,然后回到室內(nèi)對圖像資料進行研究分析,判斷路面的質(zhì)量,雖然減少了工人實地檢查的工作量,但是仍然需要人工判別路面危害情況,效率低,誤差大。所在,很需要研制一種能自動檢測高速公路路面質(zhì)量的設備,對路面攝制的圖像,由計算機進行實時準確地分析處理,并對故障地點位置準確定位,及時用無線傳輸給控制中心,采取搶修措施,和調(diào)度指揮車輛安全行駛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有高速公路監(jiān)測存在的問題,提供一種結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,檢測精度高,對故障路面準確定位,自動發(fā)送和快速實時動態(tài)的自動檢測系統(tǒng)。
本發(fā)明包括CCD攝像機、圖像采集卡、監(jiān)視器、計算機、GPS接收機、SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)、發(fā)射機、中繼臺、控制中心和電氣控制裝置,所述CCD攝像機的視頻信號分兩路輸送給圖像采集卡,一路經(jīng)同步分離器、鑒相器和時序發(fā)生器及控制電路輸送到幀緩存,同時,時序發(fā)生器及控制電路的行、場同步電信號又控制鑒相器,另外三路又分別送到D/A轉(zhuǎn)換器、同步合成電路和經(jīng)微機接口送到計算機,視頻信號的一路經(jīng)預處理器輸送到A/D轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號一路輸送到幀緩存,另一路輸送到查找表經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號,經(jīng)同步合成電路輸送到監(jiān)視器,所述計算機的控制信號經(jīng)微機接口分別送到查找表和幀緩存,幀緩存的合成電信號經(jīng)微機接口輸送到計算機進行圖像處理,判斷路面的質(zhì)量是否合格,對不合格圖像,再由GPS接收機接收到的衛(wèi)星定位信號送到SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)合成,把聯(lián)合定位的數(shù)值信號再通過微機接口送到計算機與不合格圖像合成比較,確定出不合格路面裂度、不平整度等具體危害程度,及不合格路面具體位置,在計算機上顯示,并通過微機接口送到無線發(fā)射機發(fā)射,經(jīng)中繼臺轉(zhuǎn)發(fā)送到控制中心,自動檢測系統(tǒng)的工作步驟是初始化后選擇路面危害閥值σ,啟動采集圖像命令,判斷是否收到結(jié)束命令,若收到結(jié)束命令則結(jié)束,否則,將圖像幀數(shù)加1,將圖像從幀緩存讀入計算機內(nèi)存,進行數(shù)字圖像處理,將從圖像中提取的參數(shù)與閥值σ相比較,判斷圖像是否合格,若不合格,則讀GPS接收機和SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)聯(lián)合定位參數(shù),將定位參數(shù)與圖像合成并壓縮編碼,送發(fā)射機發(fā)射給控制中心。
由于采用上述技術(shù)方案,本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,檢測精度高,對故障路面準確定位,自動發(fā)送和快速實時動態(tài)的自動檢測高速公路路面質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明自動檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本發(fā)明牽引車結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是本發(fā)明自動檢測系統(tǒng)工作流程圖;圖中1 CCD攝像機、2同步分離器、3鑒相器、4時序發(fā)生器及控制電路、5預處理器、6 A/D轉(zhuǎn)換器、7幀緩存、8查找表、9 D/A轉(zhuǎn)換器、10同步合成電路、11監(jiān)視器、12微機接口、13計算機、14 GPS接收機、15 SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)、16發(fā)射機、17中繼臺、18控制中心、33電源、34天線、35光照系統(tǒng)、36可調(diào)支架。
具體實施例方式
如圖1和圖2所示,結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案和工作過程。一種高速公路路面自動檢測系統(tǒng),包括CCD攝像機1、圖像采集卡、監(jiān)視器11、計算機13、GPS接收機14、SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)15、發(fā)射機16、中繼臺17、控制中心18、牽引車和電氣控制裝置,所述CCD攝像機1(MTV-12VIC-EX)的視頻信號分兩路輸送給圖像采集卡,一路經(jīng)同步分離器2、鑒相器3和時序發(fā)生器及控制電路4輸送到幀緩存7,同時,時序發(fā)生器及控制電路4的行、場同步電信號又控制鑒相器3,另外三路又分別送到D/A轉(zhuǎn)換器9、同步合成電路10和經(jīng)微機接口12(PCI總線)送到計算機13,視頻信號的另一路經(jīng)預處理器5輸送到A/D轉(zhuǎn)換器6,轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號輸送到幀緩存7,同時,另外一路輸送到查找表8經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器9轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號,經(jīng)同步合成電路10輸送到監(jiān)視器11,所述計算機13的控制信號經(jīng)微機接口12分別送到查找表8和幀緩存7,幀緩存7的合成電信號經(jīng)微機接口12(PCI總線)輸送到計算機13進行圖像處理,判斷路面的質(zhì)量是否合格,對不合格圖像,再由GPS接收機14接收到的衛(wèi)星定位信號送到SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)15合成,把聯(lián)合定位的數(shù)值信號再通過微機接口12(RS232)送到計算機13與不合格圖像合成比較,確定出不合格路面裂度、不平整度等具體危害程度,及不合格路面具體位置,在計算機13上顯示,并通過微機接口12(RS232)送到無線發(fā)射機16發(fā)射,經(jīng)中繼臺17轉(zhuǎn)發(fā)送到控制中心18,對故障路面精確檢測和準確定位,自動發(fā)送和快速實時動態(tài)的自動檢測,工作速度可達70km/h。自動檢測系統(tǒng)的工作步驟是步驟19為初始化;步驟20為選擇路面危害閥值σ,包括裂度、水平位置、垂直位置、橫滾和俯仰角等,檢測技術(shù)指標為最小路面裂度5mm,水平位置1m,垂直位置1.5m,水平速率0.03m/s,垂直速率0.05m/s,橫滾和俯仰角度1mrad,運動航向3mrad,時間精度200ns;在步驟21中啟動采集圖像命令;步驟22為判斷是否收到結(jié)束命令,若收到結(jié)束命令,則轉(zhuǎn)到步驟23結(jié)束;若沒有收到結(jié)束命令,則進行步驟24將圖像幀數(shù)加1,開始進行數(shù)字圖像處理;步驟25將圖像由幀緩存讀入計算機內(nèi)存;步驟26對圖像采用小波變換方法進行數(shù)字圖像處理,與閥值σ相比較;在步驟27判斷路面是否為不合格路面;若不是合格路面,則轉(zhuǎn)步驟22判斷是否受到結(jié)束命令,若沒結(jié)束,則進行步驟24圖像幀數(shù)加1,處理下一幀圖像;若是不合格路面,則進行步驟28讀GPS接收機和SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)聯(lián)合定位參數(shù);步驟29將不合格路面位置與圖像合成;步驟31將合成圖像送計算機顯示;步驟30將合成后的圖像進行壓縮編碼,經(jīng)步驟32送發(fā)射機發(fā)射;發(fā)射結(jié)束后,轉(zhuǎn)步驟22判斷是否收到結(jié)束命令,若沒有結(jié)束,則進行步驟24將圖像幀數(shù)加1,處理下一幀圖像,實現(xiàn)圖像實時動態(tài)處理。
所述牽引車車體內(nèi)的工作臺上設置有監(jiān)視器11、計算機13、GPS接收機14、SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)15和發(fā)射機16,其下面固定有電源33,天線34安裝在車體的頂部,并與發(fā)射機相連接,CCD攝像機1和光照系統(tǒng)35設置在可調(diào)支架36上,車體底部開有CCD攝像機拍攝路面圖像的開口。
權(quán)利要求
1.一種高速公路路面自動檢測系統(tǒng),包括CCD攝像機、圖像采集卡、監(jiān)視器、計算機、GPS接收機、SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)、發(fā)射機、中繼臺、控制中心和電氣控制裝置,所述CCD攝像機的視頻信號分兩路輸送給圖像采集卡,一路經(jīng)同步分離器、鑒相器和時序發(fā)生器及控制電路輸送到幀緩存,同時,時序發(fā)生器及控制電路的行、場同步電信號又控制鑒相器,另外三路又分別送到D/A轉(zhuǎn)換器、同步合成電路和經(jīng)微機接口送到計算機,視頻信號的另一路經(jīng)預處理器輸送到A/D轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號輸送到幀緩存,同時,另外一路輸送到查找表經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號,經(jīng)同步合成電路輸送到監(jiān)視器,其特征是,所述計算機的控制信號經(jīng)微機接口分別送到查找表和幀緩存,幀緩存的合成電信號經(jīng)微機接口輸送到計算機進行圖像處理,判斷路面的質(zhì)量是否合格,對不合格圖像,再由GPS接收機接收到的衛(wèi)星定位信號送到SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)合成,把聯(lián)合定位的數(shù)值信號再通過微機接口送到計算機與不合格圖像合成比較,確定出不合格路面裂度、不平整度等具體危害程度,及不合格路面具體位置,在計算機上顯示,并通過微機接口送到無線發(fā)射機發(fā)射,經(jīng)中繼臺轉(zhuǎn)發(fā)送到控制中心。
2.如權(quán)利要求1所述的路面自動檢測系統(tǒng),其特征是,所述自動檢測系統(tǒng)的工作步驟是(1)初始化;(2)選擇路面危害閥值σ,σ值是所有路面危害閥值,包括裂度、水平位置、垂直位置、橫滾和俯仰角等;(3)啟動采集圖像命令;(4)判斷是否收到結(jié)束命令,若收到結(jié)束命令,則進行步驟(5)結(jié)束,若沒有收到結(jié)束命令,則轉(zhuǎn)步驟(6);(5)結(jié)束;(6)將圖像幀數(shù)加1;(7)將幀緩存中圖像存入計算機內(nèi)存;(8)采用小波變換方法進行數(shù)字圖像處理;(9)判斷路面是否合格,若合格,則轉(zhuǎn)步驟(4),處理下一幀圖像,若超標,則進行步驟(10);(10)讀取GPS接收機和SINS捷聯(lián)導航系統(tǒng)聯(lián)合定位參數(shù);(11)將定位參數(shù)與不合格圖像合成;(13)將合成后的圖像進行壓縮編碼;(12)送計算機顯示;(14)送發(fā)射機發(fā)射不合格圖像;(15)轉(zhuǎn)步驟(4),判斷是否收到結(jié)束命令,若沒收到結(jié)束命令則圖像幀數(shù)加1,處理下一幀圖像,實現(xiàn)圖像實時動態(tài)處理,否則,結(jié)束。
3.如權(quán)利要求1所述的路面自動檢測系統(tǒng),其特征是,所述牽引車內(nèi)的工作臺上設置有監(jiān)視器、計算機、GPS接收機、SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)和發(fā)射機,其下面固定有電源,天線安裝在車體上,并與發(fā)射機相連接,CCD攝像機和光照系統(tǒng)設置在可調(diào)支架上。
4.如權(quán)利要求3所述的路面自動檢測系統(tǒng),其特征是,所述車體底部開有CCD攝像機拍攝路面圖像的開口。
全文摘要
一種高速公路路面檢測系統(tǒng),包括CCD攝像機、圖像采集卡、計算機、GPS接收機、SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)、發(fā)射機、中繼臺、控制中心和電氣控制裝置,系統(tǒng)的工作步驟是初始化后選擇路面危害閥值σ,啟動采集圖像命令,若收到結(jié)束命令則結(jié)束,否則,將圖像幀數(shù)加1,將圖像從幀緩存讀入計算機內(nèi)存進行數(shù)字圖像處理,從圖像中提取的參數(shù)與閥值σ相比較,判斷圖像是否合格,若不合格,則讀GPS接收機和SINS捷聯(lián)式導航系統(tǒng)聯(lián)合定位參數(shù),將其參數(shù)與圖像合成并壓縮編碼,送發(fā)射機發(fā)射給控制中心,本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,檢測精度高,對故障路面準確定位,自動發(fā)送和快速實時動態(tài)的自動檢測高速公路路面質(zhì)量。
文檔編號E01C23/01GK1488813SQ0313368
公開日2004年4月14日 申請日期2003年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月13日
發(fā)明者任波, 李環(huán), 任 波 申請人:沈陽工業(yè)學院
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