[发明专利]一种路面车辙检测装置和方法

说明书

本发明公开了一种路面车辙检测装置和方法，所述装置包括多旋翼无人机平台和地面控制系统，所述多旋翼无人机平台包括多旋翼无人机以及搭载在多旋翼无人机上的无人机飞控单元、雷达传感器、工控机、电源模块和无线传输模块。本发明利用无人机和雷达检测技术来对路面使用情况进行检测，不会影响正常的交通秩序，节约了人工成本并避免了人工检测带来的误差，能够对公路病害做出快速有效的检测，同时缩短后期数据统计的工作时间。

技术领域

本发明属于道路工程领域，特别涉及了一种路面车辙检测装置和方法。

背景技术

随着交通行业的迅猛发展，高速公路的建设总里程屡创新高。然而，由于高速公路的初期设计建造、车辆超载及使用时长等多种因素影响，沥青路面会逐渐出现车辙病害，不仅影响通行车辆的舒适度，严重时甚至威胁车辆的通行安全。因此，对道路健康状况的检测与养护非常有必要，相关部门也制定了一系列道路检测与养护规范标准，定期对道路进行检测。但是，对车辙病害的传统检测方法已经越来越不能适应高速公路发展建设要求，检测速度也跟不上道路发展的需要，况且仅靠人工对公路病害进行检测，准确度也不够，尤其还存在影响交通、人身安全无法保障等问题。即使派遣大量人力对公路进行检测、评估，后期对采集到的数据统计也需要花费大量的时间才能完成。因此，有必要在不影响正常交通情况下，对公路病害做出快速有效的检测，同时缩短后期数据统计的工作时间。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种路面车辙检测装置和方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种路面车辙检测装置，包括多旋翼无人机平台和地面控制系统，所述多旋翼无人机平台包括多旋翼无人机以及搭载在多旋翼无人机上的无人机飞控单元、雷达传感器、工控机、电源模块和无线传输模块；所述雷达传感器采集路面数据并传送给工控机存储，并通过无线传输模块将采集到的数据发送给地面控制系统，地面控制系统根据接收到的数据计算车辙的深度和位置信息，地面控制系统将雷达传感器的控制指令通过无线传输模块发送给工控机，再由工控机控制雷达传感器工作，地面控制系统将无人机的飞行指令通过无线传输模块发送给无人机飞控单元，再由无人机飞行控制单元控制多旋翼无人机的飞行状态。

进一步地，所述雷达传感器采用激光雷达。

进一步地，雷达传感器与工控机之间通过以太网线连接。

进一步地，所述电源模块包括直流电源和DC/DC降压模块，直流电源直接为雷达传感器供电，直流电源经DC/DC降压模块为工控机和无线传输模块供电。

进一步地，所述雷达传感器通过碳纤维管支撑于多旋翼无人机的起落架上。

进一步地，包括以下步骤：

(1)采集道路横断面数据；

(2)对采集的数据进行处理；

(3)根据处理后的数据计算车辙深度；

(4)根据车辙深度判定车辙路段。

进一步地，步骤(1)包括如下过程：地面控制系统确定多旋翼无人机的巡检路线并生成飞行指令；

将飞行指令通过无线传输模块发送给无人机飞控单元，无人机飞控单元根据飞行指令控制多旋翼无人机的飞行；

雷达传感器对飞行路径上的路面进行扫描，并将采集到的道路横断面数据传送给工控机；每个道路横断面为一帧数据，由若干个数据点组成，每个数据点的位置信息以极坐标的形式被存储起来，即采集到的道路横断面数据包括道路横断面上每个数据点与激光雷达的直线距离和角度；

工控机保存道路横断面数据，并通过无线传输模块发送给地面控制系统。

进一步地，步骤(2)包括如下过程：