車轍系統安裝方式研究

員斌強

摘要：介紹了針對車轍采集與處理子系統采用大功率紅外線結構激光器、智能線識別相機組成路面激光斷面測量設備。車轍系統車轍相機和激光器安置以往安裝方式覆蓋寬度不夠的問題提出以下解決方案進行了探討。

關鍵詞：車轍；CCD相機；激光器

中圖分類號：TN03 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2019）04-0035-02

Abstract： the paper introduces the rut acquisition and processing subsystem used high power infrared laser structure， intelligent recognition camera line section of road surface laser measuring equipment， in the process of vehicle， vehicle distance transform into wheel encoder pulse signal transmission distance to control computer， the computer according to certain rules of the control pulse to control the synchronization camera exposure. The problem of insufficient cover width of rut camera and laser installation in the past is discussed.

Key words： ruts； The CCD camera； Laser；

1 引言

車轍是車輛在路面行駛后留下的車輪的壓痕。現代路面車轍是路面周期性評估及路面養護中的一個重要指標。路面車轍深度的檢測能為決策者提供重要的路面評價依據，使決策者能為路面維修、養護及翻修等作出優化決策[2]。

2 工作原理

車轍采集與處理子系統利用激光三角測量原理，使用3D數字相機配合一字線激光器對道路路面輪廓進行高速3D掃描，獲得道路路面密集的剖面圖，利用高精確度的3D算法軟件提供毫米級的3D測量數據，進而計算出道路的車轍深度以及分析擁包、沉陷等變形病害[1]。

3 解決方案

問題：針對1”CCD，沒有相應的12mm焦距的鏡頭，最接近的只有12.5mm焦距的。如果相機配置12.5mm的鏡頭，按如上位置安置，相機只能覆蓋約3642mm（<3750mm）的車道，因此相應的位置參數需要改進。

3.1 方案一

4 總結

1）測量范圍：方案一可以達到3773mm>3750 mm，方案二僅能測量3736mm<3750mm。

2）測量精度：方案一為1.49mm，方案二由于相機光軸與激光線在地面參考面上的交點不在一處（水平距離S1為1856mm，而相機光軸與地面交點與激光出瞳處的水平距離為1852mm），稍微偏離理想模型，不過估計精度也能達到1.5 mm。

事實上，車轍測量中，用激光線傾斜投射路面建立的測量模型，不可避免的有系統誤差。這種誤差無法消除，車轍測量的準確率一定程度上依賴于路面起伏的統計特性。

3）相機位置：方案一中相機安裝高度為2880 mm，方案二中相機高度為2800mm。

4）激光器安裝角度：方案二中激光器安裝角度22°，小于方案一中的23°；方案二中投射距離2002mm，大于方案一中的1919mm。激光器本身的技術參數中，理想情況下，投射距離為2000mm時光斑最小；同時，安裝角度越小，在地面上的光斑也越大。經計算，若2m處激光光斑為5mm，安裝角度23°比22°時，地面上的光斑小約0.55mm。那種方案的光斑最小，一定程度上取決于激光器的實際技術參數。估計23°的安裝角度光斑會小些。

綜合來說，除了方案二中的測量范圍稍小外，方案二為最優選擇。

參考文獻：

[1] 朱尚功，張磊.基于線激光的車轍檢測系統設計[J].內蒙古煤炭經濟，2016（23）：36

[2] 趙軍.某高速公路瀝青路面車轍檢測現狀分析及研究[J].江西建材，2014（06）：180+182.

[3] 韓寧寧. 高速公路瀝青路面車轍檢測和處治方法[J]. 科技展望， 2017（2）：35.

[4] 柳鈺. 瀝青路面車轍深度檢測系統研究[D].武漢理工大學，2007.

[5] 羅科.公路檢測中道路綜合檢測車的推廣應用[J].黑龍江交通科技，2018，41（12）：13-14.