Устройство для определения параметров микрошероховатости дорожного покрытия

Полезная модель относится к области строительства и эксплуатации автомобильных дорог, а точнее к определению параметров шероховатости дорожных покрытий. Устройство для определения параметров микрошероховатости дорожного покрытия содержащее, бокс, установленную в нем камеру и систему освещения зоны съемки, при этом оно снабжено дополнительной цифровой камерой, причем обе камеры установлены с возможностью обеспечения синхронизированной съемки, при этом система освещения зоны съемки выполнена импульсной, состоящей из двух импульсных лазерных осветительных устройств, причем первое осветительное устройство, выполнено с возможностью выдавать единичный световой импульс по команде синхронизирующего устройства во время экспозиции камер, для проецирования структурирующей лазерной линии на поверхность дорожного покрытия, а второе, выполнено с возможностью выдавать единичный световой импульс по команде синхронизирующего устройства во время экспозиции камер, для рисующей подсветки поля стереосъемки дорожного покрытия, причем одновременная выдача импульсов обеих осветительных устройств исключена. Технический результат заключается в повышении достоверности и точности измеряемых параметров за счет непрерывного их измерения в любом направлении по отношению к направлению движения автомобиля, что позволяет одновременно оценивать геометрические параметры шероховатости поверхности двумя разными способами с исключением расхождений в измерении шероховатости разными способами.

Полезная модель относится к области строительства и эксплуатации автомобильных дорог, а точнее к определению параметров шероховатости дорожных покрытий.

Известно устройство для определения параметров микрошероховатости дорожного покрытия содержащее две телевизионные камеры, лазерное сканирующее устройство, регистрирующее и вычислительное устройство. US 4928175 A, 22.05.1990.

Известный способ из-за использования в движущемся автомобиле телевизионных систем и лазерного сканирующего устройства, предназначенных для измерения геометрических параметров, предъявляет дополнительные требования к синхронизации процессов в заданные отрезки времени, усложняет обслуживание систем, обеспечивающих поддержание эксплуатационных требований к процессу измерения вследствие использования усложненного программного обеспечения, приводит к необходимости дополнительных корректировок измеряемых параметров по отношению к базовому уровню отсчета.

Известно устройство для определения параметров микрошероховатости дорожного покрытия содержащее два лазерных источника света, с оптическими приемниками, принимающими и преобразующими отраженные линейные излучения в аналоговые сигналы по форме профиля дороги, процессорный блок, в заданные отрезки времени синхронизирующий и суммирующий отдельные аналоговые сигналы, программный комплекс, и ЭВМ с помощью которой по заданным программам определяют параметры поперечного профиля дороги в виде координат его точек с заданным шагом измерения. Датчики корректировки колебания кузова автомобиля в процессе его движения. RU 2201577 C2, 27.03.2003

Недостатком известного устройства является сложность вычисления и определения микрошероховатости поверхности дорожного покрытия в поперечнике по приведенным зависимостям.

Наиболее близким к описываемой полезной модели по технической сущности и назначению является устройство для определения параметров микрошероховатости дорожного покрытия содержащее, бокс, установленную в нем камеру и систему освещения. RU 93970 U1, 10.05.2010.

Недостатком известного устройства является необходимость расположения источника света под углом 45° к центру снимаемой сцены и, как следствие этого, неточность измерения микрошероховатости дорожного покрытия из-за использования одной камеры, попадающей на невидимые одной камерой участки профиля дорожного покрытия.

Другим недостатком является то, что для более точной оценки профиля дорожного покрытия необходимо, чтобы прибор располагался параллельно покрытию, что обеспечивается регулировочными винтами с помощью уровня, а эта операция требует продолжительной остановки для выхода оператора из автомобиля и длительных измерений на проезжей части, в том числе на скоростных автомобильных дорогах, что затрудняет дорожное движение.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является более точное и оперативное измерение параметров шероховатости дорожного покрытия.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в повышении точности определения параметров микрошероховатости дорожного покрытия.

Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что устройство для определения параметров микрошероховатости дорожного покрытия содержит бокс, установленную в нем цифровую камеру оптического или инфракрасного диапазона, и систему освещения зоны съемки, при этом новым является то, что оно снабжено второй цифровой камерой, причем обе камеры установлены с возможностью обеспечения синхронизированной съемки с технически минимально возможным временем экспозиции, причем продолжительность экспозиции цифровых камер заведомо больше продолжительности импульсов систем освещения зоны съемки, причем импульс системы освещения зоны съемки подается во время и не выходит за пределы времени экспозиции обеих цифровых камер, при этом система освещения зоны съемки выполнена импульсной состоящей из двух разных по конструкции импульсных лазерных осветительных устройств, причем первое осветительное устройство для проецирования структурирующей лазерной линии на поверхность дорожного покрытия, выполнено с возможностью выдавать единичный световой импульс по команде синхронизирующего устройства на съемку обеими камерами, с импульсным проецированием лазерной линии на поверхность дорожного покрытия во время экспозиции обеих камер, при этом второе осветительное устройство не освещает зону съемки, причем проекция лазерной линии на поверхность покрытия снимается с каждой из двух сторон плоскости проекции лазерной линии на поверхность для уменьшения случаев прерывания изображения проекции линии на светочувствительную матрицу камеры в случае, если проекция лазерной линии на шероховатую поверхность может быть не видна за неровностями текстуры дорожного покрытия, а второе, выполнено с возможностью выдавать единичный световой импульс для боковой рисующей подсветки зоны стереосъемки дорожного покрытия по команде синхронизирующего устройства, на съемку обеими камерами, с импульсной рисующей подсветкой поверхности дорожного покрытия во время экспозиции обеих камер, при этом первое осветительное устройство не проецирует лазерную линию на зону съемки, причем синхронизирующее устройство выдает попеременно или согласно программе измерений команды на экспозицию камер либо с первым, либо со вторым осветительным устройством, причем одновременная выдача импульсов осветительных устройств исключена.

Кроме того, поставленная задача решается за счет того, что бокс может быть выполнен термостабилизированным и вентилируемым на четыре иллюминатора - для двух камер и двух лазерных осветительных устройств.

А также тем, что оно снабжено устройством наддува, предотвращающим загрязнение иллюминаторов и продувающим зону съемки для выноса посторонних объектов из зоны съемки.

При этом зона съемки защищена двойной юбкой, предотвращающей случайное ослепление водителей соседних автомобилей отраженным лазерным светом и обеспечивающее необходимое затемнение зоны съемки.

На фиг. 1 показана схема устройство для определения параметров микрошероховатости дорожного покрытия.

На фиг. 2 показан случай, когда при съемке одной камерой проекция лазерной линии на шероховатую поверхность может быть не видна за неровностями текстуры дорожного покрытия.

Устройство для определения параметров микрошероховатости дорожного покрытия содержит две синхронизированные цифровые камеры 1, 2 с объективами нормальной перспективы, обеспечивающие синхронизацию съемки и подсветки, систему освещения зоны съемки выполненную импульсной, состоящей из двух импульсных лазерных осветительных устройств 3, 4 с длительностью импульса не более 410^-7 сек, причем первое осветительное устройство, выполнено с возможностью выдавать единичный световой импульс по команде синхронизирующего устройства (на чертеже не показано), для проецирования структурирующей лазерной линии 5 на поверхность дорожного покрытия 6, а второе, выполнено с возможностью выдавать единичный световой импульс по команде синхронизирующего устройства, для рисующей подсветки зоны стереосъемки дорожного покрытия.

Устройство для определения параметров микрошероховатости дорожного покрытия работает следующим образом.

Включаются цифровые камеры 1, 2 обеспечивающие синхронизацию съемки и подсветки. Происходит синхронное экспонирование матриц цифровых камер. После начала экспозиции синхронизирующее устройство включает импульс одной из двух осветительных систем. Завершение синхронной экспозиции камер исполняется после завершения импульса осветительных систем. Затем происходит синхронное экспонирование обеих камер с другим лазерным импульсным осветительным устройством или с чередованием осветительных устройств 3, 4 в любой последовательности. Осветительные устройства включаются таким образом, чтобы время их работы совпадало со временем экспозиции камер.

Структурирующая проекция лазерной линии первой осветительной системы на поверхность дорожного покрытия может быть получена с помощью зеркально-цилиндрического объектива или с помощью дифракционной решетки.

Расфокусировка лазера второй осветительной системы для боковой подсветки может быть получена с помощью зеркально-линзовой или дифракционный системы.

Съемка профилей, полученных при использовании первого осветительного устройства, и съемки стереоизображения микрошероховатости автоматически обрабатываются раздельно с помощью компьютера для получения интегральных характеристик микрошероховатости. Далее результаты обработки сводятся с применением весовых коэффициентов с учетом того, что съемка методом стереофотограмметрии дает большую погрешность при большем количестве отсчетов по трехмерной модели поверхности, а съемка методом структурирующей подсветки дает меньшую погрешность при меньшем количестве отсчетов на двухмерном срезе поверхности.

Данные микропрофиля, полученные стереосъемкой проекции лазерной линии, определяется в режиме реального времени, с большей надежностью и с большей разрешающей способностью, чем при стереосъемке.

Работа устройства с двумя режимами подсветки исключает расхождения в измерении шероховатости разными способами -стереограмметрической съемкой и съемкой профиля со структурирующей подсветкой в любом заранее заданном направлении, что позволяет при совместной обработке двух разных способов измерений определять все геометрические параметры профиля поверхности и исключить расхождения в измерении параметров профиля разными методами.

1. Устройство для определения параметров микрошероховатости дорожного покрытия, содержащее бокс, установленную в нем камеру и систему освещения зоны съемки, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной цифровой камерой, причем обе камеры установлены с возможностью обеспечения синхронизированной съемки, при этом система освещения зоны съемки выполнена импульсной, состоящей из двух импульсных лазерных осветительных устройств, причем первое осветительное устройство выполнено с возможностью выдавать единичный световой импульс по команде синхронизирующего устройства во время экспозиции камер для проецирования структурирующей лазерной линии на поверхность дорожного покрытия, а второе выполнено с возможностью выдавать единичный световой импульс по команде синхронизирующего устройства во время экспозиции камер для рисующей подсветки поля стереосъемки дорожного покрытия, причем одновременная выдача импульсов осветительных устройств исключена.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что бокс может быть выполнен термостабилизированным и вентилируемым на четыре иллюминатора для двух камер и двух лазерных осветительных устройств.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено устройством наддува, предотвращающим загрязнение иллюминаторов и продувающим зону съемки.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зона съемки защищена двойной юбкой, предотвращающей ослепление водителей соседних автомобилей отраженным лазерным светом и обеспечивающей затемнение зоны съемки.

РИСУНКИ