[发明专利]基于倾角传感器的高速公路护栏板检测系统和方法

说明书

本发明提供了基于倾角传感器的高速公路护栏板检测系统和方法，包括测距模块、动态检测模块和上位机合成模块；利用测距模块中检测轮的转数检测距离，利用动态检测模块中倾角传感器检测夹角，通过上位机合成模块计算高速公路护栏板的挠度，提高了检测的效率，检测结果稳定可靠，符合检测需求。

技术领域

本发明属于动态检测及维护技术领域，具体涉及基于倾角传感器的高速公路护栏板检测系统和方法。

背景技术

当车辆与护栏板发生碰撞时，护栏板会发生曲面延展、横向(垂直于道路的延伸方向)弯曲变形甚至断裂的现象，由此导致护栏板的挠度、倾斜角度不合规范。护栏板的挠度及其与铅垂方向的夹角，决定了护栏板在面对车辆碰撞时吸收冲击力的能力，当挠度和夹角超过安全数值范围时，如果不及时检测维修，护栏板吸收来自事故车辆撞击力的能力将会下降，以至于出现事故车辆卡在护栏板的断裂位置，甚至冲出路面的现象。

现有的挠度缺陷检测主要通过人眼观测进行，效率低下且不稳定，不能满足目前国内长距离、大规模检测的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供基于倾角传感器的高速公路护栏板检测系统和方法，用于快速、准确检测高速公路护栏板的挠度和倾角。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：基于倾角传感器的高速公路护栏板检测系统，包括测距模块、动态检测模块和上位机合成模块；测距模块包括测量装置，用于测量系统在当前高速公路护栏板处的行驶距离；动态检测模块用于检测高速公路护栏板的动态水平夹角；上位机合成模块通过不同的信号输入端分别与测距模块的信号输出端和动态检测模块的信号输出端连接，用于接收测距模块和动态检测模块输出的数据并计算高速公路护栏板的挠度。

按上述方案，所述的测量装置包括测距轮和光电开关传感器，测距轮用于在待测的高速公路护栏板对应的地面上滚动，光电开关传感器用于读取测距轮滚动的转数。

按上述方案，所述测距模块还包括归零装置，所述的归零装置包括激光光电传感器，用于检测系统所处的当前位置是否为高速公路护栏板的连接处，如处在高速公路护栏板的连接处将行驶距离清零，并使测量装置继续检测系统在下一块高速公路护栏板处的行驶距离。

按上述方案，所述的动态检测模块包括双轴动态倾角传感器，用于测量高速公路护栏板在水平面上与标准护栏板延伸方向的转角，以及在竖直面上倾斜护栏板的倾角。

基于倾角传感器的高速公路护栏板检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：清零行驶距离x_j并将系统置于待测高速公路护栏板的连接处开始测量；

步骤S2：测量行驶距离x_j；判断当前位置是否为高速公路护栏板的连接处，若是则跳转至步骤S5；若否则上报行驶距离x_j；

步骤S3：检测当前位置的高速公路护栏板的水平夹角Q_j，并上报数据；

步骤S4：根据步骤S2收到的行驶距离x_j和步骤S3收到的水平夹角Q_j，计算系统所处的当前位置对应的高速公路护栏板的位移y(x_j，Q_j)；从步骤S2开始循环；

步骤S5：比较步骤S4得到的高速公路护栏板的每个点的位移y(x_j，Q_j)，取最大值为高速公路护栏板的挠度。

进一步的，所述的步骤S2中，具体步骤为：

步骤S21：将测量装置的测距轮置于待测的高速公路护栏板对应的地面上滚动，通过测量装置的光电开关传感器读取测距轮滚动的转数，根据测距轮的转数和直径计算系统的行驶距离x_j；