对称式多功能激光路面检测系统.pdf

本发明涉及一种用于检测评价路面平整度、车辙指标的多功能激光路面检测系统，包括一个安装在检测车辆或拖挂检测装置上的由两侧纵向平整度检测梁和前、后架杆连接组成的矩形梁架，在矩形梁架的中部架装有一副直角U型车辙检测横梁，在车辙检测横梁的横直架上并排设置有多个可向下发出准直检测激光束的激光位移传感器，在车辙检测横梁的两侧立架上递升依次各设置有多个可向斜外下方或近直下方发出准直检测激光束的激光位移传感器，两纵向平整度检测梁对应设在路面左右侧轮迹带的上方，在两纵向平整度检测梁上分别各设置有多个可向下发出准直检测激光束的激光位移传感器。产品具有结构合理、使用方便、检测精度高且检测速度不受限制等优点。

1、  一种对称式多功能激光路面检测系统，其特征在于具有一个由左、右纵向平整度检测梁(4、5)和前、后架杆(6)连接组成的矩形梁架，在矩形梁架的中部架装有一副由下端横直架(2)和两侧立架(1)构成的U型车辙检测横梁，在车辙检测横梁的横直架(2)上并排设置有15～20个可向下发出准直检测激光束的激光位移传感器，在车辙检测横梁的两侧立架(1)上按上下位依次各设置有3～6个可向斜外下方或近直下方发出准直检测激光束的激光位移传感器，两纵向平整度检测梁(4、5)对应设在路面左右侧轮迹带的上方，在两纵向平整度检测梁(4、5)上各设有5个可向下发出准直检测激光束的激光位移传感器，其中一个激光位移传感器与车辙检测横梁最外端处的激光位移传感器共用，其余四个按两两分组分别设在纵向平整度检测梁(4、5)的前后两端。

2、  根据权利要求1所述的对称式多功能激光路面检测系统，其特征是在车辙检测横梁的横直架(2)上等距离并排设置有15个可向下发出准直检测激光束的激光位移传感器(g5～g19)，在车辙检测横梁的两侧立架(1)上按上下位依次各设置有4个可向斜外下方或近直下方发出准直检测激光束的激光位移传感器(g1～g4、g20～g23)，在两纵向平整度检测梁(4、5)上各设有5个可向下发出准直检测激光束的激光位移传感器，其中一个激光位移传感器(g5、g19)与车辙检测横梁最外端处的激光位移传感器(g5、g19)共用，其余四个(g24～g25、g26～g27、g28～g29、g30～g31)按两两分组分别设在纵向平整度检测梁(4、5)的前后两端。

3、  根据权利要求2所述的对称式多功能激光路面检测系统，其特征是设在车辙检测横梁的两侧立架(1)最上端的激光位移传感器(g1、g23)向近直下方发出准直检测激光束，其余3个激光位移传感器(g2～g4、g21～g23)分别以不同角度向斜外下方发出准直检测激光束。

4、  根据权利要求1或2所述的对称式多功能激光路面检测系统，其特征是在U型车辙检测横梁上设有与各激光位移传感器电联接的系统供电电源箱(3)和数据采集箱(7)。

对称式多功能激光路面检测系统
技术领域
本发明内容属于道路质量检测装置技术领域，涉及一种用于检测评价路面平整度、车辙指标的多功能激光路面检测系统。
背景技术
目前，采用多个探头激光位移传感器技术进行路面检测的激光路面检测系统，最常见的一种结构形式是在一个横梁上安装多个激光位移传感器，其中设在两个轮迹带上的激光位移传感器分别与对应的加速计结合，籍以进行两个轮迹带的平整度检测，而安装在横梁向上的其它激光位移传感器则用于横断方向上的车辙检测。这样的激光路面检测系统可同时检测平整度和车辙两项指标。
采用多探头激光位移传感器技术进行路面检测，优点是检测速度快、精度高。但此类激光路面检测系统在使用时遇到的最大技术难点是：检测速度不可太慢、不可以随时停车，且检测速度不能低于某一极限速度，这些条件局限都给使用带来很大不便。在道路的实际检测过程中，经常遇到路面养护维修、车辆并道行驶等情况，检测行驶速度常常较慢，行驶速度一般都低于30km/h，而在遇到交通堵塞情况时，行车速度会更慢。当上述情况出现时，现有激光路面检测系统对平整度的检测结果往往不准确，需要重新测量。即使是在对一般公路的检测中，当遇到慢速行驶时，其检测结果也往往无法采用，常被要求重检。此外在城市道路的路面检测期间遇到十字路口红绿灯停车时，采用此类检测系统亦无法完成检测工作。总之现有激光路面检测系统在检测过程中的行进速度不可太慢、不可随时停车，当然也不可以做急加速或急减速行驶。
发明内容
本发明的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种结构合理、使用方便、检测精度高且检测速度不受限制的对称式多功能激光路面检测系统。
用于实现本发明目的的技术解决方案是：所提供的对称式多功能激光路面检测系统具有一个由左、右纵向平整度检测梁和前、后架杆连接组成的矩形梁架，在矩形梁架的中部架装有一副由下端横直架和两侧立架构成的U型车辙检测横梁，在车辙检测横梁的横直架上并排设置有15～20个可向下发出准直检测激光束的激光位移传感器，在车辙检测横梁的两侧立架上按上下位依次各设置有3～6个可向斜外下方或近直下方发出准直检测激光束的激光位移传感器，两纵向平整度检测梁对应设在路面左右侧轮迹带的上方，在两纵向平整度检测梁上各设有5个可向下发出准直检测激光束的激光位移传感器，其中一个激光位移传感器与车辙检测横梁最外端处的激光位移传感器共用，其余四个按两两分组分别设在纵向平整度检测梁的前后两端。
实际工作中，装有U型车辙检测横梁的矩形梁架沿纵向路面可以安装在拖挂的检测装置上或安装在检测车辆上。当检测系统随车向前行驶时，通过设在横向检测梁上的所有激光位移传感器对某一个基准面的位移值与所有激光位移传感器对某一个路面横断面的实际检测值之差的计算处理，即可描述出路面横向的车辙分布情况。显然，横断方向上的横向检测梁上的激光位移传感器数量越多，描述的横断面车辙曲线越精确。与此同时，设在左、右纵向平整度检测梁轮迹带上的各激光位移传感器同时沿纵向检测梁体到路面的距离，采集到的数据经计算机进行数据处理后，便可以快捷、准确地检测出路面的平整度指标，如国际平整度指数IRI等。本系统结构中，由于对左、右两侧轮迹带的平整度检测完全采用激光位移传感器进行，工作时左纵向平整度检测梁上的各激光位移传感器沿着同一纵断面做前后检测，右纵向平整度检测梁上的各激光位移传感器亦沿着同一纵断面做前后检测，根据左纵向平整度检测梁上的激光位移传感器检测数据间存在的相关关系以及右纵向平整度检测梁上的激光位移传感器检测数据间存在的相关关系，通过数据处理可得到左右轮迹带上路面平整度信息。由于没有采用加速度，故左右两侧的平整度检测均与行驶速度无关，因而以此组成的对称式激光路面检测系统也与检测速度无关。
与目前采用的加速计与激光位移传感器结合的检测装置相比，本发明提出了一种全部采用激光位移传感器的激光路面平检测方法，其主要特点是在两个轮迹带上的平整度检测基本不受检测速度快慢的影响，检测过程可随时停车，可快可慢，不仅适用于高速公路的养护检测，也适用于干线公路的快速和慢速检测，更能适用于城市道路检测中的可随时停车的要求；而且采用本发明的对称式激光路面检测系统，不仅可以检测两个轮迹带的平整度、横向的车辙，还可将两者结合在一起进行路面形状测量。
附图说明
图1为本发明一个具体实施例结构用于横断面车辙检测的工作原理图。
图2为图1的俯视向工作原理示，即该实施例结构用于路面平整度车辙检测的工作原理图。
图3为两个轮迹带的平整度检测原理图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明内容做进一步说明，但本发明的实际制作结构并不仅限于图示的实施例。
参见附图，本发明所述的对称式多功能激光路面检测系统具有一个由左、右纵向平整度检测梁4、5和前、后架杆6连接组成的矩形梁架，在矩形梁架的中部架装有由下端横直架2和两侧立架1构成的外形为直角U型的车辙检测横梁。在车辙检测横梁的横直架2上等距离并排设置有15个可向下发出准直检测激光束的激光位移传感器g5～g19，在车辙检测横梁的两侧立架1上按上下位依次各设置有4个激光位移传感器g1～g4、g20～g23，其中设在两立架1最上端的激光位移传感器g1、g23向直下方发出准直检测激光束，其余3个激光位移传感器g2～g4、g21～g23分别以不同角度向斜外下方发出准直检测激光束。设在车辙检测横梁的各激光位移传感器g1～g23均用于路面的车辙检测，每个激光位移传感器的安装位置和在路面上的激光照射点地对应关系如图1所示。
附图中标号4、5为对应设在路面左右侧轮迹带的上方的用于检测路面平整度的左、右平整度检测梁，在两纵向平整度检测梁4、5上各安装有5个可向下发出准直检测激光束的激光位移传感器，其中一个激光位移传感器(g5、g19)与车辙检测横梁上的激光位移传感器(g5、g19)共用，其余四个(g24～g25、g26～g27、g28～g29、g30～g31)分两组分别设在两纵向平整度检测梁4、5的前后两端。
在U型车辙检测横梁上设有与各激光位移传感器g1～g31电联接的系统供电电源箱3和数据采集箱7。