公路路面状况自动采集设备及其采集方法.pdf

本发明提供了一种公路路面状况自动采集设备及其采集方法，采集设备包括：CCD相机、图像采集卡、计算机、采集匹配控制电路、车速检测电路和里程桩号，设备安装在车辆上。车速检测电路检测车辆行驶的速度，采集匹配控制电路根据车速检测电路提供的车速信息，动态调整触发脉冲，控制CCD相机拍摄动作，实现一定比率的路面状况信息的采集，由CCD相机采集的路面图像由图像采集卡接收并转换为数据图像存贮格式，里程桩号将车辆行驶的里程桩号信息传输给计算机。本发明能够克服现有人工调查的缺点，使用快速、可靠，设备成本低，采用采集匹配控制电路，根据车速不同，动态调节CCD相机1的拍摄频率，能够实现对路面表面无重叠，无遗漏的采集。

1、  一种公路路面状况自动采集设备，其特征在丁它包括CCD相机、图像采集卡、计算机单元、采集匹配控制电路、车速检测电路和里程桩号组成，设备全部安装在车辆上，车速检测电路与采集匹配控制电路相连；采集匹配控制电路分别与计算机单元、CCD相机和车速检测电路相连；CCD相机与图像采集卡和采集匹配控制电路相连；图像采集卡与CCD相机和计算机单元相连；计算机单元分别与图像采集卡、采集匹配控制电路和里程桩号相连；里程桩号与计算机单元相连。

2、  根据权利要求1所述的公路路面状况自动采集设备的采集方法，其特征在于所述的采集方法是：车速检测电路检测车辆行驶的速度，采集匹配控制电路根据车速检测电路提供的车速信息，动态调整触发脉冲，控制CCD相机拍摄动作，实现一定比率的路面状况信息的采集，路面状况信息采集的比率由计算机单元控制；由CCD相机采集的路面图像由图像采集卡接收并转换为数据图像存贮格式，传输给计算机单元进行存贮；里程桩号将车辆行驶的里程桩号信息传输给计算机单元，由计算机单元将里程桩号信息与采集的图像同时存贮。

3、  根据权利要求2所述的公路路面状况自动采集设备的采集方法，其特征在于所述的采集过程是：
1)该设备被安装在车辆上；
2)车速检测电路获得车辆的行驶速度，将速度值按照一定比例关系转换为单位时间内的脉冲个数，传输给采集匹配控制电路；
3)采集匹配控制电路根据从车速检测电路获得的单位时间的脉冲个数，同时根据计算机单元对路面表面采集比率的控制，产生一定时间间隔的触发脉冲，触发CCD相机，采集路面表面图像；
4)CCD相机在接收到来自采集匹配控制电路的触发脉冲后，产生一次拍摄活动，拍摄公路车道宽度的数字图像，拍摄的路面图像传输到图像采集卡；
5)图像采集卡在接收到路面数字图像后，将图像转换为数字图像存贮格式，传送到计算机；
6)在车辆行驶到公路里程桩号，或需要记录的公路里程位置，里程桩号向计算机单元传送里程桩号信息；
7)计算机单元在接收到图像采集卡的数字图像后，与里程桩号提供的里程位置信息一起，进行存贮和显示。

公路路面状况自动采集设备及其采集方法
(一)技术领域
本发明涉及一种公路路面监测技术，具体涉及一种对公路路面状况进行自动采集的设备。
(二)背景技术
随着我国交通运输的迅猛发展，准确及时地检测公路病害日益成为突出问题。裂缝作为我国高速公路沥青路面的主要病害形式之一，严重影响路面的使用寿命和路面养护决策的经济性，是确定养护维修方案的重要依据之一，也是对路面进行长期监测必不可少的技术内容。我国目前的路面状况调查仍然采用人工方式，在高速交通的条件下，耗时长，费用高，危险性大，不能为路面养护决策及时、准确地提供数据，使得我国推行10多年的路面养护管理系统一直处于闲置状态。
发明专利申请《高速公路路面自动检测系统》(专利号：ZL03133683.3)中，发明的一种高速公路路面自动检测系统，虽可以采集和检测路面损害，但缺乏速度匹配装置，采集的路面图像会由于车速过快，出现漏拍，或由于车速过慢，拍摄的路面图像相互重叠。
(三)发明内容
本发明的目的是为了克服现有人工调查的缺点，提供一种快速、设备成本低、使用可靠，采用采集匹配控制电路，根据车速不同，能够动态调节CCD相机1的拍摄频率，实现对路面表面无重叠，无遗漏的采集的公路路面状况自动采集的设备。
为了实现本发明的目的，本发明采取的技术方案是：本发明公路路面状况自动采集设备包括：CCD相机1、图像采集卡2、计算机单元3、采集匹配控制电路部分4、车速检测电路5和里程桩号6组成，本设备安装在汽车上。
CCD相机1垂直于路面悬挂于汽车后面的支架上，拍摄路面表面图像，拍摄一条车道宽度(3.75米)的路面表面图像，并随搭载车辆沿公路纵向移动；
图像采集卡2通过模拟或数字接口，接收来自CCD相机1的图像，并将路面表面图像转换为图像存贮格式，传输给计算机3。
计算机单元3由通用计算机组成，用于控制采集匹配控制电路4输出给CCD相机1的触发脉冲，实现路面状况采集的动态控制；计算机3接收来自图像采集卡2的数字图像，对路面表面图像进行显示和存贮。
采集匹配控制电路4通过对车速检测电路5输入的脉冲计数值，获得车辆速度，在计算机3的控制下，分频器产生一定时间间隔的触发脉冲，该脉冲用于触发CCD相机1的路面表面图像采集。由分频器产生的触发脉冲的时间间隔受计算机3控制。
车速检测电路5由能感知车速的光电码盘或其它测速装置组成，可以获得行驶车辆的速度；车辆车速与该部分输出给采集匹配控制电路4的单位时间内的脉冲个数成比例；
里程桩号6由人工输入到计算机单元3，或由GPS系统自动输入到计算机3。
本发明设备安装在车辆上，车速检测电路检测车辆行驶的速度，采集匹配控制电路根据车速检测电路提供的车速信息，动态调整触发脉冲，控制CCD相机拍摄动作，实现一定比率的路面状况信息的采集，路面状况信息采集的比率由计算机控制；由CCD相机采集的路面图像由图像采集卡接收并转换为数据图像存贮格式，传输给计算机进行存贮；里程桩号将车辆行驶的里程桩号信息传输给计算机，由计算机将里程桩号信息与采集的图像同时存贮。
(四)附图说明
图1是本发明的系统组成图。
(五)具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明：
本实施例公路路面状况自动采集设备包括：CCD图像采集部分1、图像采集卡2、计算机单元3、采集匹配控制电路4、车速检测电路5和里程桩号6组成。本实施例设备使用时直接安装在汽车上。其中，车速检测电路5与采集匹配控制电路4相连；采集匹配控制电路4分别与计算机单元3、CCD相机1和车速检测电路5相连；CCD相机1与图像采集卡2和采集匹配控制电路4相连；图像采集卡2与CCD相机1和计算机单元3相连；计算机单元3分别与图像采集卡2、采集匹配控制电路4和里程桩号6相连；里程桩号6与计算机单元3相连。
CCD相机1采用Basler公司生产的A500k面阵数字CCD相机，拍摄路面表面图像，CCD相机1放置于道路上方。本实施例采用了3个CCD照相机，垂直于路面悬挂于汽车后面的支架上，拍摄一条车道宽度(3.75米)的路面表面图像，并随搭载车辆沿公路纵向移动；
图像采集卡2通过Camera-link接口，接收来自CCD相机1的数字图像，并将路面表面图像转换为图像存贮格式，如JPEG2000格式，传输给计算机3。
计算机单元3由通用计算机组成，用于控制采集匹配控制电路4输出给CCD相机1的触发脉冲，实现路面状况采集的动态控制；计算机单元3接收来自图像采集卡2的数字图像，对路面表面图像进行显示和存贮。
采集匹配控制电路4由计数器和分频器组成，该部分通过对车速检测电路5输入的脉冲计数值，获得车辆速度，在计算机单元3的控制下，分频器产生一定时间间隔的触发脉冲，该脉冲用于触发CCD相机1的路面表面图像采集。由分频器产生的触发脉冲的时间间隔受计算机3控制。
车速检测电路5由能感知车速的光电码盘或其它测速装置组成，可以获得行驶车辆的速度；车辆车速与该部分输出给采集匹配控制电路4的单位时间内的脉冲个数成比例；
里程桩号6由人工输入到计算机3，或由GPS系统自动输入到计算机单元3。
结合图1，本实施例的工作流程如下：
1.该设备被安装在车辆上；
2.车速检测电路5获得车辆的行驶速度，将速度值按照一定比例关系转换为单位时间内的脉冲个数，传输给采集匹配控制电路4；
3.采集匹配控制电路4根据从车速检测电路5获得的单位时间的脉冲个数，同时根据计算机单元3对路面表面采集比率的控制，如100％全覆盖采集或10％采样采集，产生一定时间间隔的触发脉冲，触发CCD相机1，采集路面表面图像；
4.CCD相机1在接收到来自采集匹配控制电路4的触发脉冲后，产生一次拍摄活动，拍摄公路车道宽度的数字图像，拍摄的路面图像传输到图像采集卡2；
5.图像采集卡2在接收到路面数字图像后，将图像转换为数字图像存贮格式，如JPEG2000格式，传送到计算机；
6.在车辆行驶到公路里程桩号，或需要记录的公路里程位置，里程桩号6向计算机3传送里程桩号信息；
7.计算机单元3在接收到图像采集卡2的数字图像后，与里程桩号6提供的里程位置信息一起，进行存贮和显示。
本发明的具体特征性能由以上的实施例及其附图详细说明，但不局限于此种形式。