[发明专利]一种沥青路面智能贴缝机

权利要求书

1.一种沥青路面智能贴缝机，其特征在于：包括全向轮、全向轮驱动电机、底盘、车架、工控机、存料辊、滑台D、摄像头、激光头、滑台A、滑台B、滑台C、导向轮、碾压轮、刀片和卷膜轮；所述的全向轮和全向轮驱动电机设置在所述的底盘下表面，所述的底盘上表面固定有车架，车架由四根立柱支撑上层板和下层板，所述的工控机位于上层板，所述的下层板用于安装中控电路；所述的存料辊位于下层板下方，固定在立柱上，存料辊轴线平行于导向轮轴线；所述的滑台D固定在底盘上一侧，滑台A固定在底盘上另一侧的两根立柱上，滑台D和滑台A平行；在所述的滑台D上通过滑块D固定摄像头和激光头，所述的滑块D可以带动摄像头和激光头在滑台D上沿长度方向滑动；所述的滑台A上通过滑块A连接滑台B，滑台B上通过滑块B连接滑台C，滑台C上设置滑块C，所述的导向轮和卷膜轮均固定在所述的滑块C上，碾压轮通过步进电机固定在滑块C上，步进电机控制碾压轮在地面平面上的转动；所述的刀片位于碾压轮和卷膜轮之间，固定在碾压轮的轮架上；所述的摄像头与工控机连接，所述的工控机与中控电路连接，中控电路与驱动碾压轮转动的步进电机相连；所述的滑台A与滑台B长度方向垂直，形成的平面与地面平行；所述的滑台C长度方向与地面垂直；所述的底盘为正方形的铝合金板，中间开有正方形孔洞，正常工作状态时底盘与地面平行。

2.根据权利要求1所述的一种沥青路面智能贴缝机，其特征在于：四个所述的全向轮的安装中心在水平平面上位于同一圆周，分别由四个所述的全向轮驱动电机带动转动。

3.根据权利要求1所述的一种沥青路面智能贴缝机，其特征在于：激光头轴线方向与地面平面夹角30°，出光口指向所述摄像头拍摄区域一侧；工作时，激光头发射出一道一字线形激光L1至路面，激光L1的位置位于摄像头的视野中，且一字线形激光L1长度方向与第一方向垂直。

4.根据权利要求1所述的一种沥青路面智能贴缝机，其特征在于：所述激光头为一字线激光器，规格为Φ16×55mm发射光斑形状为一字线，一字线与所述滑台D长度方向垂直。

5.根据权利要求1所述的一种沥青路面智能贴缝机，其特征在于：摄像头拍摄激光L1在地面上变形的裂缝图像通过USB数据线传送至工控机进行算法处理，获得裂缝最深点；将这些点连成线，由此获得最终的裂缝走向图，规划出碾压轮的移动路线，并将碾轮移动路线的控制指令传送至中控电路。

6.根据权利要求5所述的一种沥青路面智能贴缝机，其特征在于：所述的工控机的算法处理过程如下：

(1)提取成像红色通道，并做图像预处理，图像预处理分为滤波和阈值分割两个步骤；

首先对摄像头拍摄的裂缝图像进行滤波处理，锐化图像，来获得清晰的裂缝轮廓；

随后对图像进行阈值分割，按图像的灰度特性将图像分成前景和后景两个图像，实现图像二值化，把裂缝的图像从路面的背景中提取出来；

(2)图像形态学运算；

在图像形态学运算中，先进行膨胀运算，再进行腐蚀运算，以获得连续完整的裂缝图形；

(3)骨架提取；

首先获取一系列裂缝图像内“最大内切圆”的圆心点作为骨架点；将得到的一系列的骨架点连成线，即可得到裂缝的骨架，为下一步裂缝获取的实现提取交线做好准备工作；最大内切圆是指在裂缝图像内以某点为圆心作的内切圆，如果所述以某点为圆心作的内切圆不被其他的任何内切圆包含，则此点为圆心做的内切圆为最大内切圆，此点为裂缝骨架点；

(4)提取和判断激光L1变形，获得裂缝最深点；

激光头在地面投射出的一字形激光L1也会出现在摄像头拍摄的图像中，将一字形激光L1从图像中提取出来，一字形激光L1与裂缝的交点处会产生变形，使一字形激光L1不再是严格的直线，将此交点称为“裂缝最深点”；

(5)滑台D带动摄像头与激光头沿直线移动，将拍摄的裂缝图像重复以上步骤(1)～(4)的算法处理，获得一系列的裂缝最深点。

7.根据权利要求1所述的一种沥青路面智能贴缝机，其特征在于：滑台A和滑台B的长度和运动区域能够覆盖底盘上的正方形孔洞区域。