[发明专利]一种路面纹理结构与构造深度激光测量仪

说明书

技术领域

本发明属于路面状况检测装置技术领域,尤其是一种路面纹理结构与构造深度激光测量仪。

背景技术

各种工业平面，平台特别是道路表面，存在的细观—亚毫米--毫米级的高程起伏，需要形象显示其断面结构，精确测量构造深度，计算其粗糙度或不平度以评价其表面物理性能，国内外列入检测规程的路面纹理结构与构造深度测量设备有两种；1)，铺沙法测定路面构造深度。基于确定标准沙粒测量铺沙体积计算构造深度，长期用于道路工程验收，养护定点检测，其特点是价格低，但人工操作复杂，不确定因素多，智能化水平很低；2)用于车载快速自动智能检测的设备是用基于激光三角测距原理的高采集频率(16—64K)路面高程距离传感器，车行扫描逐点测量表面细观结构高程，按规程要求的采样长度统计计算构造深度。要求采样间隔必须远小于构造宽度(毫米级)，高速自动采集要求采集频率必须大于20K，取64K达到亚毫米级更好，但采集频率越高价格更高，达几十万，逐点采集高程数据统计计算构造深度，但不能显示细观断面构造状况，不能观察表面粗糙分布状况，抗干扰力差，。对高速公路的快速测量还要求高测频高精度，价格也高，仪器结构复杂不能独立便携使用，因此至今路面纹理构造测试还广泛采用原始而直观的用堆沙法测量沙量来测量纹理平均深度。因此要求研制一种性能更好，价格更低，既能车载快速检测，还能便携使用，并推广用于各种工业平面，平台的表面纹理结构物理状况测量。

发明内容

本发明目的在于提供一种路面纹理结构与构造深度激光测量仪，全场瞬态采集路面的纹理断面曲线，可形象且严格定量地表征路面纹理结构状况和构造深度数据。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种路面纹理结构与构造深度激光测量仪，其包括：

一具有单横模结构并可调焦的平面激光发生器与一用于图像采集的面阵CCD，二者安装在垂直于待测路面的同一基板平面上；

所述平面激光发生器、面阵CCD与待测路面构成三角测距关系；

一微处理器，用于实现图像处理；

一可充电电源，分别与所述平面激光发生器、面阵CCD和微处理器连接并提供电源供应；以及

一带有车载安装口的外部封装壳体，该壳体用于封装所述平面激光发生器、面阵CCD、可充电电源和微处理器并形成一具有激光发射窗、采集探测窗、充电接口、控制信号接口及数据输出接口的探测器单元，探测器单元还配备有一标准模板，该标准模板用于现场校正和标定该探测器单元。

进一步的实施例中，所述外部封装壳体的外部还安装有用于便携测量安置的折叠支脚，。

进一步的实施例中，所述外部封装壳体上的车载安装口的邻近位置还设置有车载悬挂固定机构。

进一步的实施例中，所述平面激光发生器、面阵CCD与待测路面构成三角测距关系，其中，测量三角形的夹角范围在30度-50度。

进一步的实施例中，所述面阵CCD、平面激光发生器与待测路面之间的位置满足下述关系：

平面激光发生器向所述待测路面发射的激光线，其在待测路面上形成的激光标线在所述面阵CCD中形成的标线图像沿着其X轴并且处于面阵CCD的屏幕中部。

进一步的实施例中，所述标准模板为一表面平整度达0.01mm的铝板，该铝板的一面形成有两个区域，其中一个区域为标准平面，另一个区域加工成深度交替变化的等间隔矩形槽分布。

进一步的实施例中，所述等间隔矩形槽的变化深度从0.1mm渐变至1.5mm，精度可达0.1mm。

进一步的实施例中，所述平面激光发生器选用单横模可调焦连续激光发生器。

进一步的实施例中，所述面阵CCD选用分辨率大于等于1024的面阵CCD

由以上本发明的技术方案可知，本发明所提出的路面纹理结构与构造深度激光测量仪，利用其可对表面纹理结构全场进行瞬态高精度高分辨高程距离测量，而且既可便携地对任何表面质量的微断面结构测量，特别是路面工程路面质量验收与监测中路面构造深度及断面结构(这是现有设备没有的)测量，还可搭载在测量车辆对路面上进行自动全线测量，而且还可以直接对采样段进行连续瞬时采集与实时的仪器标定校正，仪器的测量结果具有直观可信性质，而且车载动态与便携静态两用，实现成本低，制造工艺简单可靠。