车辙系统安装方式研究

员斌强

摘要：介绍了针对车辙采集与处理子系统采用大功率红外线结构激光器、智能线识别相机组成路面激光断面测量设备。车辙系统车辙相机和激光器安置以往安装方式覆盖宽度不够的问题提出以下解决方案进行了探讨。

关键词：车辙；CCD相机；激光器

中图分类号：TN03 文献标识码：A 文章编号：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

车辙是车辆在路面行驶后留下的车轮的压痕。现代路面车辙是路面周期性评估及路面养护中的一个重要指标。路面车辙深度的检测能为决策者提供重要的路面评价依据，使决策者能为路面维修、养护及翻修等作出优化决策[2]。

2 工作原理

车辙采集与处理子系统利用激光三角测量原理，使用3D数字相机配合一字线激光器对道路路面轮廓进行高速3D扫描，获得道路路面密集的剖面图，利用高精确度的3D算法软件提供毫米级的3D测量数据，进而计算出道路的车辙深度以及分析拥包、沉陷等变形病害[1]。

3 解决方案

问题：针对1”CCD，没有相应的12mm焦距的镜头，最接近的只有12.5mm焦距的。如果相机配置12.5mm的镜头，按如上位置安置，相机只能覆盖约3642mm（<3750mm）的车道，因此相应的位置参数需要改进。

3.1 方案一

4 总结

1）测量范围：方案一可以达到3773mm>3750 mm，方案二仅能测量3736mm<3750mm。

2）测量精度：方案一为1.49mm，方案二由于相机光轴与激光線在地面参考面上的交点不在一处（水平距离S1为1856mm，而相机光轴与地面交点与激光出瞳处的水平距离为1852mm），稍微偏离理想模型，不过估计精度也能达到1.5 mm。

事实上，车辙测量中，用激光线倾斜投射路面建立的测量模型，不可避免的有系统误差。这种误差无法消除，车辙测量的准确率一定程度上依赖于路面起伏的统计特性。

3）相机位置：方案一中相机安装高度为2880 mm，方案二中相机高度为2800mm。

4）激光器安装角度：方案二中激光器安装角度22°，小于方案一中的23°；方案二中投射距离2002mm，大于方案一中的1919mm。激光器本身的技术参数中，理想情况下，投射距离为2000mm时光斑最小；同时，安装角度越小，在地面上的光斑也越大。经计算，若2m处激光光斑为5mm，安装角度23°比22°时，地面上的光斑小约0.55mm。那种方案的光斑最小，一定程度上取决于激光器的实际技术参数。估计23°的安装角度光斑会小些。

综合来说，除了方案二中的测量范围稍小外，方案二为最优选择。

参考文献：

[1] 朱尚功，张磊.基于线激光的车辙检测系统设计[J].内蒙古煤炭经济，2016（23）：36

[2] 赵军.某高速公路沥青路面车辙检测现状分析及研究[J].江西建材，2014（06）：180+182.

[3] 韩宁宁. 高速公路沥青路面车辙检测和处治方法[J]. 科技展望， 2017（2）：35.

[4] 柳钰. 沥青路面车辙深度检测系统研究[D].武汉理工大学，2007.

[5] 罗科.公路检测中道路综合检测车的推广应用[J].黑龙江交通科技，2018，41（12）：13-14.