專利名稱：公路路面狀況自動采集設備及其采集方法
技術領域：
本發明涉及一種公路路面監測技術，具體涉及一種對公路路面狀況進行5動采集的設備。
(二)
背景技術：
隨著我國交通運輸的迅猛發展，準確及時地檢測公路病害閂益成為突出問題。裂縫作為 我國高速公路瀝青路面的主要病害形式之一，嚴重影響路面的使用壽命和路面養護決策的經 濟性，是確定養護維修方案的重要依據之一，也是對路面進行長期監測必不可少的技術內容。 我國目前的路面狀況調查仍然采用人工方式，在高速交通的條件下，耗時長，費用高，危險 性大，不能為路面養護決策及時、準確地提供數據，使得我國推行10多年的路面養護管理系 統一直處于閑置狀態。
發明專利申請《高速公路路面自動檢測系統》(專利號ZL03133683.3)中，發明的一種 高速公路路面自動檢測系統，雖可以采集和檢測路面損害，但缺乏速度匹配裝置，采集的路 面圖像會由于車速過快，出現漏拍，或由于車速過慢，拍攝的路面圖像相互重疊。
(三)
發明內容
本發明的目的是為了克服現有人工調査的缺點，提供一種快速、設備成本低、使用可靠， 采用采集匹配控制電路，根據車速不同，能夠動態調節CCD相機1的拍攝頻率，實現對路面 表面無重疊，無遺漏的采集的公路路面狀況自動釆集的設備。
為了實現本發明的目的，本發明采取的技術方案是本發明公路路面狀況 自動采集設備包括CCD相機1、圖像采集卡2、計算機單元3、采集匹配控制
電路部分4、車速檢測電路5和里程樁號6組成，本設備安裝在汽車上。
CCD相機1垂直于路面懸掛于汽車后面的支架上，拍攝路面表面圖像，拍攝一條車道寬 度(3.75米)的路面表面圖像，并隨搭載車輛沿公路縱向移動；
圖像采集卡2通過模擬或數字接口，接收來自CCD相機1的圖像，并將路面表面圖像轉 換為圖像存貯格式，傳輸給計算機3。
計算機單元3由通用計算機組成，用于控制釆集匹配控制電路4輸出給CCD相機1的觸 發脈沖，實現路曲'狀況采集的動態控制；計算機3接收來自圖像采集卡2的數字圖像，對路 面表面圖像進行顯示和存貯。
采集匹配控制電路4通過對車速檢測電路5輸入的脈沖計數值，獲得車輛速度，在計算 機3的控制下，分頻器產生一定時間間隔的觸發脈沖，該脈沖用于觸發CCD相機1的路面表
3面圖像采集。由分頻器產生的觸發脈沖的時間間隔受計算機3控制。
車速檢測電路5由能感知車速的光電碼盤或其它測速裝置組成，可以獲得行駛車輛的速 度；車輛車速與該部分輸出給采集匹配控制電路4的單位時間內的脈沖個數成比例； 里程樁號6由人工輸入到計算機單元3，或由GPS系統自動輸入到計算機3。 本發明設備安裝在車輛上，車速檢測電路檢測車輛行駛的速度，采集匹配控制電路根據 車速檢測電路提供的車速信息，動態調整觸發脈沖，控制CCD相機拍攝動作，實現一定比率 的路面狀況信息的采集，路面狀況信息采集的比率由計算機控制；由CCD相機采集的路面圖 像由圖像采集卡接收并轉換為數據圖像存貯格式，傳輸給計算機進行存貯；里程樁號將車輛 行駛的里程樁號信息傳輸給計算機，由計算機將里程樁號信息與采集的圖像同時存貯。
(四)
圖1是本發明的系統組成圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一歩的說明
本實施例公路路面狀況自動采集設備包括CCD圖像采集部分1、圖像采集卡2、計算 機單元3、采集匹配控制電路4、車速檢測電路5和里程樁號6組成。本實施例設備使用時直 接安裝在汽車上。其中，車速檢測電路5與采集匹配控制電路4相連；采集匹配控制電路4 分別與計算機單元3、 CCD相機1和車速檢測電路5相連；CCD相機1與圖像采集卡2和采 集匹配控制電路4相連；圖像采集卡2與CCD相機1和計算機單元3相連；計算機單元3 分別與圖像采集卡2、采集匹配控制電路4和里程樁號6相連；里程樁號6與計算機單元3 相連。
CCD相機1采用Basler公司生產的A500k面陣數字CCD相機，拍攝路面表面圖像，CCD 相機1放置于道路上方。本實施例采用了 3個CCD照相機，垂直于路面懸掛于汽車后面的支 架上，拍攝一條車道寬度(3.75米)的路面表面圖像，并隨搭載車輛沿公路縱向移動；
圖像采集卡2通過Camera-link接口 ，接收來自CCD相機1的數字圖像，并將路面表面 圖像轉換為圖像存貯格式，如JPEG2000格式，傳輸給計算機3。
計算機單元3由通用計算機組成，用于控制采集匹配控制電路4輸出給CCD相機1的觸 發脈沖，實現路面狀況采集的動態控制；計算機單元3接收來自圖像采集卡2的數字圖像， 對路面表面圖像進行顯示和存貯。
來集匹配控制電路4由計數器和分頻器組成，該部分通過對車速檢測電路5輸入的脈沖 計數值，獲得車輛速度，在計算機單元3的控制下，分頻器產生一定時間間隔的觸發脈沖， 該脈沖用于觸發CCD相機1的路面表面圖像采集。由分頻器產生的觸發脈沖的吋間間隔受計算機3控制。
車速檢測電路5由能感知車速的光電碼盤或其它測速裝置組成，可以獲得行駛車輛的速 度；車輛車速與該部分輸出給釆集匹配控制電路4的單位時間內的脈沖個數成比例； 里程樁號6由人工輸入到計算機3，或由GPS系統自動輸入到計算機單元3。 結合圖l，本實施例的工作流程如下
1. 該設備被安裝在車輛上；
2. 車速檢測電路5獲得車輛的行駛速度，將速度值按照一定比例關系轉換為單位時問內 的脈沖個數，傳輸給采集匹配控制電路4;
3. 采集匹配控制電路4根據從車速檢測電路5獲得的單位時間的脈沖個數，同時根據計 算機單元3對路面表面采集比率的控制，如100%全覆蓋采集或10%采樣采集，產生 一定時間間隔的觸發脈沖，觸發CCD相機1，采集路面表面圖像；
4. CCD相機1在接收到來自采集匹配控制電路4的觸發脈沖后，產生一次拍攝活動， 拍攝公路車道寬度的數字圖像，拍攝的路面圖像傳輸到圖像采集卡2;
5. 圖像采集卡2在接收到路面數字圖像后，將圖像轉換為數字圖像存貯格式，如 JPEG2000格式，傳送到計算機；
6. 在車輛行駛到公路里程樁號，或需要記錄的公路里程位置，里程樁號6向計算機3傳 送里程樁號信息；
7. 計算機單元3在接收到圖像采集卡2的數字圖像后，與里程樁號6提供的里程位置信 息一起，進行存貯和顯示。
本發明的具體特征性能由以上的實施例及其附圖詳細說明，但不局限于此種形式。
權利要求
1、一種公路路面狀況自動采集設備，其特征在丁它包括CCD相機、圖像采集卡、計算機單元、采集匹配控制電路、車速檢測電路和里程樁號組成，設備全部安裝在車輛上，車速檢測電路與采集匹配控制電路相連；采集匹配控制電路分別與計算機單元、CCD相機和車速檢測電路相連；CCD相機與圖像采集卡和采集匹配控制電路相連；圖像采集卡與CCD相機和計算機單元相連；計算機單元分別與圖像采集卡、采集匹配控制電路和里程樁號相連；里程樁號與計算機單元相連。
2、 根據權利要求l所述的公路路面狀況自動采集設備的采集方法，其特征在于所述的采集方 法是車速檢測電路檢測車輛行駛的速度，采集匹配控制電路根據車速檢測電路提供的車速 信息，動態調整觸發脈沖，控制CCD相機拍攝動作，實現'定比率的路面狀況信息的采集， 路面狀況信息采集的比率由計算機單元控制由CCD相機^集的路面圖像由圖像采集卡接收 井轉換為數據圖像存貯格式，傳輸給計算機單元進行存貯；里程樁號將車輛行駛的里程樁號 信息傳輸給計算機單兀，由計算機單元將里程樁號信息與釆集的圖像同時存貯。
3、 根據權利要求2所述的公路路面狀況自動采集設備的采集方法，其特征在于所述的采集過 程是1) 該設備被安裝在車輛上；2) 車速檢測電路獲得車輛的行駛速度，將速度值按照一定比例關系轉換為單位吋間內 的脈沖個數，傳輸給采集匹配控制電路；3) 采集匹配控制電路根據從車速檢測電路獲得的單位時間的脈沖個數，同吋根據計算 機單元對路面表面釆集比率的控制，產生一定時間間隔的觸發脈沖，觸發CCD相機， 采集路面表面圖像；4) CCD相機在接收到來自采集匹配控制電路的觸發脈沖后，產生一次拍攝活動，拍攝 公路車道寬度的數字圖像，拍攝的路面圖像傳輸到圖像采集卡；5) 圖像采集卡在接收到路面數字圖像后，將圖像轉換為數字圖像存貯格式，傳送到計 算機；6) 在車輛行駛到公路里程樁號，或需要記錄的公路里程位置，里程樁號向計算機單元 傳送里程樁號信息；7) 計算機單元在接收到圖像采集卡的數字圖像后，與里程樁號提供的里程位置信息一 起，進行存貯和顯示。
全文摘要
本發明提供了一種公路路面狀況自動采集設備及其采集方法，采集設備包括CCD相機、圖像采集卡、計算機、采集匹配控制電路、車速檢測電路和里程樁號，設備安裝在車輛上。車速檢測電路檢測車輛行駛的速度，采集匹配控制電路根據車速檢測電路提供的車速信息，動態調整觸發脈沖，控制CCD相機拍攝動作，實現一定比率的路面狀況信息的采集，由CCD相機采集的路面圖像由圖像采集卡接收并轉換為數據圖像存貯格式，里程樁號將車輛行駛的里程樁號信息傳輸給計算機。本發明能夠克服現有人工調查的缺點，使用快速、可靠，設備成本低，采用采集匹配控制電路，根據車速不同，動態調節CCD相機1的拍攝頻率，能夠實現對路面表面無重疊，無遺漏的采集。
文檔編號E01C23/01GK101451337SQ20081020987
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月31日 優先權日2008年12月31日
發明者侯相琛, 華 王 申請人:哈爾濱工業大學