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一種激光路面構造深度儀的校準方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光路面構造深度儀的校準方法及裝置，克服目前激光構造深度儀還沒有嚴密的量值朔源鏈的不足。該校準方法包括：驅動測試件進行運動；獲得測試件的被測表面上測點的運動速度；根據(jù)測點的運動速度驅動激光路面構造深度儀中的距離編碼器進行轉動；根據(jù)激光測距采樣間隔以及距離編碼器進行轉動的實時轉速，產生激光測距觸發(fā)信號；接收激光路面構造深度儀根據(jù)激光測距觸發(fā)信號反饋的測試件的被測表面的構造深度量值；采用測試件上被測表面的構造深度參考值對構造深度量值進行比對，獲得激光構造深度儀的校準結果。本申請的實施例可以用來保存和傳遞路面激光構造深度量值，以計算被校準的激光構造深度儀測量值與參考值之間的誤差。
【專利說明】一種激光路面構造深度儀的校準方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及激光路面構造深度儀的校準技術，尤其涉及一種激光路面構造深度儀的校準方法及裝置。
【背景技術】
[0002]路面構造深度是指一定面積的路表面凹凸不平的開口孔隙的平均深度，主要用于評定路面表面的宏觀粗糙度、排水性能及抗滑性，與路面耐久性和行車安全息息相關。
[0003]目前，路面構造深度試驗方法主要有兩種:鋪砂法和激光構造深度儀測量法。
[0004]鋪砂法通過將已知體積的標準砂攤鋪在所要測試路表的被測區(qū)域上，然后將標準砂的體積除以攤鋪在測試路面上的面積，求得平均值深度作為路面構造深度。這種試驗方法得到的是攤鋪區(qū)域內的平均深度值。
[0005]激光構造深度儀測量法采用微小光斑的激光測距儀沿行車方向密集采樣，得到縱剖面曲線。然后按照構造深度計算模型，求取構造深度值。我國所采用的構造深度值通常用激光測量法路面構造深度(LaserMeasuredTexture Depth,簡稱LMTD)表示。
[0006]鋪砂法只能進行抽樣檢測，而且受因鋪砂區(qū)域的形狀的影響較大，測量結果有較大的不確定性，誤差較大。而且因為其速度慢、效率低、人為因素影響大等不利條件，在通車公路上檢測時，需阻斷交通，且對操作人員的安全造成較大威脅，因此目前已較少使用。
[0007]采用激光構造深度儀測量法進行構造深度的測量，具有測試速度快、效率高、無需阻斷交通等優(yōu)點。目前，這種方法在我國已得到大量普及。在《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTG E60-2008)、《多功能路況快速檢測設備》(GB/T26764-2011)等標準規(guī)范中已有明確要求。
[0008]目前，激光構造深度儀作為交通行業(yè)專用計量器具，其量值溯源工作還沒能全面展開。業(yè)內對此類儀器設備的量值溯源一般采用計量檢定的管理體制，儀器設備必須具有嚴密的量值溯源鏈。因此，建立科學、完善的路用激光構造深度儀計量標準，盡快實現(xiàn)路面激光構造深度儀的量值溯源，十分必要。

【發(fā)明內容】

[0009]本申請所要解決的技術問題是克服目前激光構造深度儀還沒有嚴密的量值朔源鏈的不足。
[0010]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種激光路面構造深度儀的校準方法，該方法包括:驅動模擬路面的構造深度的測試件進行運動；獲得所述測試件的被測表面上測點的運動速度；根據(jù)所述測點的運動速度驅動所述激光路面構造深度儀中的距離編碼器進行轉動；根據(jù)激光測距采樣間隔以及所述距離編碼器進行所述轉動的實時轉速，產生激光測距觸發(fā)信號；接收所述激光路面構造深度儀根據(jù)所述激光測距觸發(fā)信號反饋的所述測試件的被測表面的構造深度量值；采用所述測試件上被測表面的構造深度參考值對所述構造深度量值進行比對，獲得所述激光構造深度儀的校準結果。[0011]優(yōu)選地，驅動模擬路面的構造深度的測試件進行運動，包括:驅動所述測試件繞預設的旋轉中心進行轉動。
[0012]優(yōu)選地，獲得所述測試件的被測表面上測點的運動速度，包括:獲得所述測試件的被測表面上所述測點的線速度。
[0013]優(yōu)選地，根據(jù)所述測點的運動速度驅動所述激光路面構造深度儀中的距離編碼器進行轉動，包括:根據(jù)與所述運動速度相等的模擬車速計算所述距離編碼器的所述實時轉速；驅動所述距離編碼器以所述實時轉速進行轉動。
[0014]優(yōu)選地，接收所述激光路面構造深度儀根據(jù)所述激光測距觸發(fā)信號反饋的所述測試件的被測表面的構造深度量值，包括:將所述激光測距觸發(fā)信號發(fā)送給所述激光路面構造深度儀；所述激光路面構造深度儀中的激光測距傳感器根據(jù)所述激光測距觸發(fā)信號對所述測試件的被測表面進行數(shù)據(jù)采集；所述激光路面構造深度儀中的處理器根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集所獲得的采集結果計算并反饋所述構造深度量值。
[0015]本申請的實施例還提供了一種激光路面構造深度儀的校準裝置，該裝置包括--第一驅動模塊，驅動模擬路面的構造深度的測試件進行運動；獲取模塊，獲得所述測試件的被測表面上測點的運動速度；第二驅動模塊，根據(jù)所述測點的運動速度驅動所述激光路面構造深度儀中的距離編碼器進行轉動；信號產生模塊，根據(jù)激光測距采樣間隔以及所述距離編碼器進行所述 轉動的實時轉速，產生激光測距觸發(fā)信號；通訊模塊，接收所述激光路面構造深度儀根據(jù)所述激光測距觸發(fā)信號反饋的所述測試件的被測表面的構造深度量值；校準模塊，采用所述測試件上被測表面的構造深度參考值對所述構造深度量值進行比對，獲得所述激光構造深度儀的校準結果。
[0016]優(yōu)選地，所述第一驅動模塊驅動所述測試件繞預設的旋轉中心進行轉動。
[0017]優(yōu)選地，所述獲取模塊獲得所述測試件的被測表面上所述測點的線速度。
[0018]優(yōu)選地，所述第二驅動模塊包括:計算單元，根據(jù)與所述運動速度相等的模擬車速計算所述距離編碼器的所述實時轉速；驅動單元，驅動所述距離編碼器以所述實時轉速進行轉動。
[0019]優(yōu)選地，所述通訊模塊包括:發(fā)送單元，將所述激光測距觸發(fā)信號發(fā)送給所述激光路面構造深度儀；接收單元，接收所述激光路面構造深度儀反饋的所述測試件的被測表面的構造深度量值；其中，所述激光路面構造深度儀中的激光測距傳感器根據(jù)所述激光測距觸發(fā)信號對所述測試件的被測表面進行數(shù)據(jù)采集，所述激光路面構造深度儀中的處理器根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集所獲得的采集結果計算并反饋所述構造深度量值。
[0020]與現(xiàn)有技術相比，本申請的實施例可以用來保存和傳遞路面激光構造深度量值，以計算被校準的激光構造深度儀測量值與參考值之間的誤差。本申請的實施例可在靜止狀態(tài)下模擬出運動采集環(huán)境，因而使設備校準工作可以不受環(huán)境條件的制約，使用更為方便。
[0021]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明的技術方案而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構和/或流程來實現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]附圖用來提供對本申請的技術方案或現(xiàn)有技術的進一步理解，并且構成說明書的一部分。其中，表達本申請實施例的附圖與本申請的實施例一起用于解釋本申請的技術方案，但并不構成對本申請技術方案的限制。
[0023]圖1是本申請實施例的激光路面構造深度儀的校準方法的流程示意圖。
[0024]圖2是本申請實施例的激光路面構造深度儀的校準裝置的構造示意圖。
【具體實施方式】
[0025]以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成相應技術效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。本申請實施例以及實施例中的各個特征，在不相沖突前提下可以相互結合，所形成的技術方案均在本發(fā)明的保護范圍之內。
[0026]另外，附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執(zhí)行指令的計算機系統(tǒng)中執(zhí)行。并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
[0027]如圖1所示，本申請實施例的激光路面構造深度儀的校準方法主要包括如下步驟。
[0028]步驟S110，驅動模擬路面的構造深度的測試件進行運動，獲得測試件的被測表面上測點的運動速度。通過測試件來模擬路面，并通過將測試件保持在運動狀態(tài)，可以模擬出車輛的車輪在路面上行駛的效果。根據(jù)運動的相對性，測試件的運動，相當于運動的車輛在路面上的運動；測試件上測點的運動速度，就相當于車輪輪周上某一點的線速度。因此，測試件上測點的線速度，可以視為模擬出運動狀態(tài)的車輛在靜止的路面上的模擬車速。
[0029]本申請實施例的校準方法中，驅動模擬路面結構的構造深度的測試件進行運動，可以是驅動測試件進行轉動。預先設置一旋轉中心，可以驅動測試件繞預設的旋轉中心進行轉動。測試件上的測點與測試件的旋轉中心之間的距離，就是測點的旋轉半徑。根據(jù)測試件上測點的旋轉半徑以及測試件的實時轉速，可以獲得測試件上的測點的線速度。
[0030]本申請的實施例可以根據(jù)計量校準的需要，預先設置多種轉動速度，根據(jù)需要選擇合適的轉動速度來驅動測試件進行轉動。
[0031]可以將測試件加工制作成圓盤狀?？梢詫A盤狀的測試件的圓心作為該旋轉中心。
[0032]本申請的實施例中，測試件的轉動，是通過電機、與電機相連的主動輪以及與主動輪相配合的從動輪等來進行的。電機驅動主動輪旋轉，主動輪帶動從動輪旋轉，放置在從動輪上的測試件跟著從動輪一起旋轉。
[0033]步驟S120，根據(jù)測試件的被測表面上測點的運動速度，驅動待校準的激光路面構造深度儀中的距離編碼器進行轉動，獲得該距離編碼器的實時轉速。
[0034]本申請的實施例中，被測表面上測點的運動速度，與模擬出運動狀態(tài)的車輛的模擬車速相等。距離編碼器在跟蹤車輛的運動狀態(tài)時，需要與車輛的運動速度相匹配。因此，可以根據(jù)該測點的運動速度來計算距離編碼器的實時轉速，并驅動距離編碼器以該實時轉速進行轉動。
[0035]測試件上測點的運動速度(測試件旋轉時測點的線速度)與模擬旋轉的車輪輪周處的線速度相等，以獲得車輪壓在路面上不會打滑的效果，這樣當激光照射到測試件上測點的時候，可以準確測量測點的高程信息。
[0036]步驟S130，根據(jù)激光測距采樣間隔以及激光路面構造深度儀中距離編碼器轉動的實時轉速，產生激光測距觸發(fā)信號便于激光路面構造深度儀進行數(shù)據(jù)采集。
[0037]步驟S140，接收激光路面構造深度儀根據(jù)該激光測距觸發(fā)信號對測試件的被測表面進行數(shù)據(jù)采集并反饋的該被測表面的構造深度量值。
[0038]將所產生的激光測距觸發(fā)信號發(fā)送給激光路面構造深度儀。激光路面構造深度儀中的激光測距傳感器，根據(jù)該激光測距觸發(fā)信號就可以對測試件的被測表面進行數(shù)據(jù)采集。激光路面構造深度儀中的處理器根據(jù)激光測距傳感器進行該數(shù)據(jù)采集所獲得的采集結果，計算出構造深度量值并反饋。
[0039]步驟S150，采用測試件上被測表面的構造深度參考值對所接收的構造深度量值進行比對，獲得激光路面構造深度儀的校準結果。其中，該校準結果可以采用誤差的形式進行體現(xiàn)。
[0040]本申請的實施例中，驅動測試件進行轉動的電機以一定速度旋轉，同時電機輸出一組與其轉速成正比的脈沖信號。可以根據(jù)驅動測試件進行轉動的主動輪與從動輪的傳動比k、旋轉的測點距旋轉中心的距離A、驅動測試件進行轉動的電機每周脈沖數(shù)P1、驅動距離編碼器進行轉動的電機的每周脈沖數(shù)P2以及所模擬出的車輪的半徑1"2等，計算出信號頻率倍數(shù)fT。相應的脈沖信號經過頻率變化后，用來控制驅動距離編碼器進行轉動的電機帶動距離編碼器進行轉動。
[0041]其中，計算信號頻率倍數(shù)fT可以根據(jù)如下表達式來進行。
【權利要求】
1.一種激光路面構造深度儀的校準方法，該方法包括: 驅動模擬路面的構造深度的測試件進行運動； 獲得所述測試件的被測表面上測點的運動速度； 根據(jù)所述測點的運動速度驅動所述激光路面構造深度儀中的距離編碼器進行轉動；根據(jù)激光測距采樣間隔以及所述距離編碼器進行所述轉動的實時轉速，產生激光測距觸發(fā)信號； 接收所述激光路面構造深度儀根據(jù)所述激光測距觸發(fā)信號反饋的所述測試件的被測表面的構造深度量值； 采用所述測試件上被測表面的構造深度參考值對所述構造深度量值進行比對，獲得所述激光構造深度儀的校準結果。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，驅動模擬路面的構造深度的測試件進行運動，包括: 驅動所述測試件繞預設的旋轉中心進行轉動。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，獲得所述測試件的被測表面上測點的運動速度，包括: 獲得所述測試件的被測表面上所述測點的線速度。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，根據(jù)所述測點的運動速度驅動所述激光路面構造深度儀中的距離編碼器進行轉動，包括: 根據(jù)與所述運動速度相等的模擬車速計算所述距離編碼器的所述實時轉速； 驅動所述距離編碼器以所述實時轉速進行轉動。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，接收所述激光路面構造深度儀根據(jù)所述激光測距觸發(fā)信號反饋的所述測試件的被測表面的構造深度量值，包括: 將所述激光測距觸發(fā)信號發(fā)送給所述激光路面構造深度儀； 所述激光路面構造深度儀中的激光測距傳感器根據(jù)所述激光測距觸發(fā)信號對所述測試件的被測表面進行數(shù)據(jù)采集； 所述激光路面構造深度儀中的處理器根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集所獲得的采集結果計算并反饋所述構造深度量值。
6.一種激光路面構造深度儀的校準裝置，該裝置包括: 第一驅動模塊，驅動模擬路面的構造深度的測試件進行運動； 獲取模塊，獲得所述測試件的被測表面上測點的運動速度； 第二驅動模塊，根據(jù)所述測點的運動速度驅動所述激光路面構造深度儀中的距離編碼器進行轉動； 信號產生模塊，根據(jù)激光測距采樣間隔以及所述距離編碼器進行所述轉動的實時轉速，產生激光測距觸發(fā)信號； 通訊模塊，接收所述激光路面構造深度儀根據(jù)所述激光測距觸發(fā)信號反饋的所述測試件的被測表面的構造深度量值； 校準模塊，采用所述測試件上被測表面的構造深度參考值對所述構造深度量值進行比對，獲得所述激光構造深度儀的校準結果。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其中:所述第一驅動模塊驅動所述測試件繞預設的旋轉中心進行轉動。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其中: 所述獲取模塊獲得所述測試件的被測表面上所述測點的線速度。
9.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其中，所述第二驅動模塊包括: 計算單元，根據(jù)與所述運動速度相等的模擬車速計算所述距離編碼器的所述實時轉 速； 驅動單元，驅動所述距離編碼器以所述實時轉速進行轉動。
10.根據(jù)權利要求6所述的裝置，所述通訊模塊包括: 發(fā)送單元，將所述激光測距觸發(fā)信號發(fā)送給所述激光路面構造深度儀； 接收單元，接收所述激光路面構造深度儀反饋的所述測試件的被測表面的構造深度量值； 其中，所述激光路面構造深度儀中的激光測距傳感器根據(jù)所述激光測距觸發(fā)信號對所述測試件的被測表面進行數(shù)據(jù)采集，所述激光路面構造深度儀中的處理器根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集所獲得的采集結果計算并反饋所述構造深度量值。
【文檔編號】G01B11/22GK104032657SQ201410234665
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權日:2014年5月29日
【發(fā)明者】荊根強, 郭鴻博, 劉璐, 羅翥, 張金凝 申請人:交通運輸部公路科學研究所