[发明专利]一种路面高程检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种路面高程检测系统，其特征在于，包括小车(3)、陀螺仪(4)、激光位移传感器探头(5)、放大器单元(7)、数据读取终端(8)和蓄电池(9)，所述陀螺仪(4)安装于小车(3)的几何中心位置，用于检测小车(3)在行驶过程中的姿态，且所述陀螺仪(4)与数据读取终端(8)连接；所述位移传感器探头(5)设有若干个，所述位移传感器探头(5)安装于小车(3)中间位置，各个位移传感器探头(5)之间等距离间隔分布在同一水平直线上，用于实时检测路面高程数据，且所述位移传感器探头(5)与放大器单元(7)连接；所述放大器单元(7)将位移传感器探头(5)所采集的路面高程数据由光信号转换成数字信号，且连接数据读取终端(8)；所述数据读取终端(8)接收放大器单元(7)、陀螺仪(4)所获取的路面高程和小车姿态数据，并进行数据处理。

2.根据权利要求1所述的一种路面高程检测系统，其特征在于，所述位移传感器探头(5)设有3个。

3.根据权利要求1所述的一种路面高程检测系统，其特征在于，所述小车(3)上还设有蓄电池(9)，所述蓄电池(9)分别连接放大器单元(7)、陀螺仪(4)和轮毂电机(1)，实现为放大器单元(7)、陀螺仪(4)和轮毂电机(1)的供能。

4.根据权利要求1所述的一种路面高程检测系统，其特征在于，所述放大器单元(7)、陀螺仪(4)通过转换器连接数据读取终端(8)，所述转换器为NI数据采集卡，所述数据读取终端(8)为电脑，内搭载Labview软件。

5.根据权利要求1所述的一种路面高程检测系统，其特征在于，放大器单元(7)通过其自身的电压输出功能为激光位移传感器探头(5)供电；且放大器单元(7)具有显示屏，实时显示探头采集到的高程数据。

6.一种如权利要求1-5中任意一项权利要求所述的路面高程检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，以小车(3)的几何中心建立三维坐标系；

步骤2，陀螺仪(4)实时检测小车(3)的姿态，获得小车(3)的姿态信息；激光位移传感器探头(5)采集到的路面高程数据，获得路面高程数据产生测量误差；

步骤3，将所获得的小车(3)的姿态信息和路面高程数据产生测量误差输入到数据统计分析软件，获得路面高程检测的关联模型，将所获得的关联模型输入到Labview软件中；再通过数据读取终端将路面高程和小车姿态数据输入到Labview软件中，最终计算出准确的路面高程数据。

7.根据权利要求6所述的一种路面高程检测方法，其特征在于，所述步骤2中，所述小车(3)的姿态信息为小车在X轴、Y轴坐标方向的旋转角度α_i、β_i，其中i＝1,2,…,n，n为实验次数；将旋转角度值α_i、β_i转化成弧度值x_αi、x_βi。

8.根据权利要求6所述的一种路面高程检测方法，其特征在于，获得所述路面高程数据产生测量误差的方法为：

S1，在光滑水平路面上，激光位移传感器探头(5)垂直发射到地面，测得离地面的距离为L_j,其中j＝1,2,…,m,m为激光位移传感器探头(5)的个数；

S2，当小车(3)经过路面不平时，激光位移传感器探头5发射到地面的角度改变，测得离地面的距离为L_j’，其中j＝1,2,…,m,m为激光位移传感器探头(5)的个数；

S3，所述路面高程数据产生测量误差表示为：L_j’-L_j。