RU2201577C2 - Procedure measuring geometrical parameters of profile of road and device for its realization - Google Patents
Procedure measuring geometrical parameters of profile of road and device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2201577C2 RU2201577C2 RU2000106327/28A RU2000106327A RU2201577C2 RU 2201577 C2 RU2201577 C2 RU 2201577C2 RU 2000106327/28 A RU2000106327/28 A RU 2000106327/28A RU 2000106327 A RU2000106327 A RU 2000106327A RU 2201577 C2 RU2201577 C2 RU 2201577C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- road
- profile
- analog signals
- parameters
- radiation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области транспорта, а точнее к строительству и эксплуатации дорог, дорожных покрытий, машинам и вспомогательному оборудованию для строительства, ремонта дорог. The invention relates to the field of transport, and more specifically to the construction and operation of roads, pavements, machinery and auxiliary equipment for construction, road repair.
Известен способ измерения геометрических параметров профиля дороги, включающий подачу на поверхность дорожного покрытия в процессе движения автомобиля световых излучений и воздействие на нее механическими контактными датчиками, прием отраженных излучений и сигналов от контактных датчиков и их преобразование в аналоговые сигналы, обработку аналоговых сигналов, определение по заданным программам геометрических параметров профиля дороги в виде поперечного профиля, продольного профиля, колейности покрытия, дефектов и объектов дорожной поверхности (см., например, патент ЕР 0215948, кл. G 01 В 11/30, G 01 В 11/24, публ. 1985 г.). A known method of measuring the geometric parameters of the road profile, including the supply of light radiation to the surface of the road surface during the movement of the vehicle and exposure to it by mechanical contact sensors, receiving reflected radiation and signals from contact sensors and converting them into analog signals, processing analog signals, determining according to specified programs of geometric parameters of the road profile in the form of a transverse profile, longitudinal profile, rutting of the pavement, defects and road objects th surface (see., e.g., EP 0215948, cl. G 01 B 11/30, G 01 B 11/24, publ. 1985 YG).
Недостаток известного способа заключается в том, что он не позволяет одновременно в один отрезок времени оценивать все геометрические параметры профиля дороги, требует применения разных систем воздействия на поверхность дорожного покрытия, установленных на кузове спереди и сзади автомобиля, и не учитывает влияние колебаний кузова автомобиля в процессе движения, что снижает точность оценки параметров дорожного покрытия. The disadvantage of this method is that it does not allow simultaneously in one time interval to evaluate all the geometric parameters of the road profile, requires the use of different systems of impact on the surface of the road surface installed on the body in front and behind the car, and does not take into account the influence of fluctuations of the car body in the process movement, which reduces the accuracy of the assessment of the parameters of the road surface.
Известен способ измерения геометрических параметров профиля дороги, включающий подачу на поверхность дорожного покрытия в процессе движения автомобиля ультразвуковых сигналов поперек направления движения автомобиля и лазерного светового потока, прием отраженных сигналов и их преобразование в геометрические параметры профиля дороги в виде продольного профиля, ровности, поперечного профиля и колейности, дефектов дорожного покрытия с учетом коррекции колебаний кузова автомобиля при его движении (см., например, каталог фирмы VTT, Финляндия 1992 г., Road, Traffic and Geotechnical Laboratory, приложение 1). A known method of measuring the geometric parameters of the road profile, including the application of ultrasonic signals to the surface of the road surface during the movement of the car across the direction of the car and the laser light flux, receiving reflected signals and converting them into geometric parameters of the road profile in the form of a longitudinal profile, flatness, transverse profile and ruts, defects of the road surface taking into account the correction of vibrations of the car body during its movement (see, for example, the catalog of VTT, Finlyan tions in 1992, Road, Traffic and Geotechnical Laboratory, Annex 1).
Недостаток известного способа заключается в том, что использование отдельных дискретных ультразвуковых сигналов, подаваемых поперек поверхности дорожного покрытия для оценки его геометрических параметров, снижает точность измерений и обнаружения дефектов покрытия, а использование одного лазерного источника излучений для измерения продольной ровности не позволяет конкретизировать изменения продольной ровности по ширине дорожного покрытия, при этом использование нескольких аналитических систем и программ, применяемых для определения и анализа измеренных параметров, усложняет обслуживание. The disadvantage of this method is that the use of individual discrete ultrasonic signals applied across the surface of the road surface to assess its geometric parameters reduces the accuracy of measurements and the detection of surface defects, and the use of a single laser radiation source for measuring longitudinal evenness does not allow to specify the changes in longitudinal evenness the width of the road surface, while the use of several analytical systems and programs used to determine Nia and analysis of the measured parameters, complicates maintenance.
Известен способ измерения геометрических параметров профиля дороги, включающий подачу на поверхность дорожного покрытия световых лазерных излучений, прием тремя камерами телеметрической системы отраженных от поверхности излучений и их преобразование в геометрические параметры профиля дороги (см. , например, патент США 4928175, кл. НКИ 358-108, кл. МПК Н 04 N 7/18, публ. 1986 г., или патент Финляндии 861550, кл. МПК Н 04 N 7/18, публ. 1986 г.; или патент WO 87/06353, кл. МПК Н 04 N 7/18, публ. 1987 г.). A known method of measuring the geometric parameters of a road profile, including applying laser light to a surface of a road surface, receiving three radiation from a surface by three telemetry system cameras and converting them into geometric parameters of a road profile (see, for example, US Pat. No. 4,928,175, class NCI 358- 108, class IPC H 04 N 7/18, publ. 1986, or Finnish patent 861550, class IPC H 04 N 7/18, publ. 1986; or patent WO 87/06353, class IPC H 04 N 7/18, publ. 1987).
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. The known method, due to the use of television systems and a laser scanning device for measuring geometric parameters in a moving car, imposes additional requirements on the synchronization of processes in predetermined time intervals, complicates the maintenance of systems that maintain operational requirements for the measurement process due to the use of complicated software, leads to the need for additional adjustments of the measured parameters in relation to base reference level.
Известен наиболее близкий к описываемому по технической сущности и назначению способ измерения геометрических параметров профиля дороги, включающий подачу на поверхность дорожного покрытия в поперечном его направлении в процессе движения автомобиля ряда излучений лазерного света, прием отраженных излучений и их преобразование в аналоговые сигналы, передачу, преобразование аналоговых сигналов и определение по заданным программам геометрических параметров профиля дороги в виде поперечного профиля дороги, колейности дорожного покрытия, шероховатости, продольной ровности, дефектов дорожного покрытия и их геометрических размеров с привязкой параметров профиля дороги к пройденному пути, коррекцию геометрических параметров в зависимости от колебаний кузова автомобиля (см., например, каталог Swedish Road and Transport Research Institute, Road Surface Testing, 1980 г., приложение 2). The method of measuring the geometric parameters of a road profile, which is closest to that described by its technical nature and purpose, includes supplying a number of laser light emissions to the surface of the road surface in the transverse direction during the movement of a vehicle, receiving reflected radiation and converting it into analog signals, transmitting, converting analog signals and determination according to given programs of geometric parameters of the road profile in the form of a transverse profile of the road, the rut of the road surface cracks, roughnesses, longitudinal flatness, defects in the road surface and their geometric dimensions with reference to the parameters of the road profile to the distance traveled, the correction of geometric parameters depending on fluctuations in the car body (see, for example, the Swedish Road and Transport Research Institute, Road Surface Testing, 1980, appendix 2).
Недостаток данного известного способа заключается в том, что он не позволяет из-за использования отдельных дискретных излучений в виде пучков лазерного света цилиндрической формы с достаточной точностью и достоверностью измерять поперечный профиль дороги, что приводит к снижению точности измерения остальных геометрических параметров профиля дороги, а выборочное в каком-либо одном, определенном заранее, предварительно заданном продольном направлении измерение текстуры поверхности, трещин не позволяет оценивать состояние поверхности дорожного покрытия по всей ее ширине, а аппроксимация профиля по отдельным, редко расположенным точкам измерения не приводит к построению качественных характеристик. The disadvantage of this known method is that it does not allow, due to the use of individual discrete emissions in the form of cylindrical laser light beams, to measure the transverse profile of the road with sufficient accuracy and reliability, which leads to a decrease in the measurement accuracy of the remaining geometric parameters of the road profile, and selective in any one predetermined, predetermined longitudinal direction, measurement of the surface texture, cracks does not allow to assess the state of the surface and pavement along its entire width, and approximation of the profile for individual, rarely located measurement points does not lead to the construction of qualitative characteristics.
Задача, на решение которой направлено описываемое изобретение, заключается в создании такого способа измерения геометрических параметров профиля дороги, который бы позволил использовать одну видовую систему воздействия на поверхность дорожного покрытия и приема отраженных излучений, использовать программное обеспечение одного системного вида при одновременном определении всех геометрических параметров профиля дороги в продольном и поперечном направлениях. Одновременно решается задача расширения арсенала методов и технических средств, предназначенных для измерения и определения геометрических параметров профиля дороги. The problem to which the invention is directed is to create a method for measuring the geometric parameters of the road profile, which would allow one type of system to affect the surface of the road surface and receive reflected radiation, use software of the same system type while simultaneously determining all geometric profile parameters roads in the longitudinal and transverse directions. At the same time, the task of expanding the arsenal of methods and technical means designed to measure and determine the geometric parameters of the road profile is being solved.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении данного изобретения, заключается в повышении достоверности и точности измеряемых параметров за счет непрерывного их измерения в поперечном направлении, позволяет одновременно оценивать по всей ширине дорожного покрытия все геометрические параметры его профиля и упростить обслуживание. The technical result that can be obtained by implementing this invention is to increase the reliability and accuracy of the measured parameters due to their continuous measurement in the transverse direction, allows you to simultaneously evaluate all the geometric parameters of its profile along the entire width of the road surface and simplify maintenance.
Это достигается тем, что в известном способе измерения геометрических параметров профиля дороги, который включает подачу на поверхность дорожного покрытия в поперечном его направлении в процессе движения автомобиля ряда излучений лазерного света, прием отраженных излучений и их преобразование в аналоговые сигналы, передачу, преобразование аналоговых сигналов и определение по заданным программам геометрических параметров профиля дороги в виде поперечного профиля дороги, колейности дорожного покрытия, шероховатости, продольной ровности, дефектов дорожного покрытия и их геометрических размеров с привязкой параметров профиля дороги к пройденному пути, коррекцию геометрических параметров в зависимости от колебаний кузова автомобиля, накопление информации и обслуживание пользователей, в соответствии с описываемым способом, излучения подают в виде линий лазерного света с образованием непрерывной линии по ширине поверхности дорожного покрытия, аналоговые сигналы синхронизируют и суммируют в заданные отрезки времени, выделяют из них части, соответствующие отраженному излучению по форме поперечного профиля дороги в виде непрерывной линии, преобразовывают эти части в TTL-уровень с выделением из него геометрических параметров профиля дороги в виде координат его точек, при этом размерные координаты поперечного профиля с заданным шагом определяют по зависимости:
Yi = f(x0+ih)+g(x0+ih),
где f(x0+ih) - сплайн-функция, построенная по измеренным значениям;
x0 - начальная координата;
i - номер точки;
h - заданный шаг;
g(x) - корректирующая колебаний кузова автомобиля в процессе движения;
колейность покрытия определяют по зависимости:
где f(x) - функция, описывающая поперечный профиль дорожного покрытия;
x - текущая координата;
a, b - коэффициенты линейного преобразования;
Е - заданная глубина колеи;
микрошероховатость поверхности в поперечнике определяют по зависимости:
где hi - текущий размер микронеровности, определяемый как
f(x) - функция, описывающая профиль поверхности;
Рn(x) - приближение функции полиномом Фурье;
n - степень полинома.This is achieved by the fact that in the known method of measuring the geometric parameters of the road profile, which includes applying to the surface of the road surface in its transverse direction during the movement of the vehicle a series of laser light emissions, receiving the reflected radiation and converting it into analog signals, transmitting, converting analog signals and determination according to given programs of the geometric parameters of the road profile in the form of a transverse profile of the road, the rut of the road surface, roughness, longitudinal flatness defects, pavement defects and their geometric dimensions with reference to the parameters of the road profile to the distance traveled, the correction of geometric parameters depending on fluctuations in the car body, the accumulation of information and user service, in accordance with the described method, the radiation is supplied in the form of laser light lines with the formation of continuous lines along the width of the surface of the road surface, analog signals are synchronized and summed at predetermined time intervals, the parts corresponding to reflected are extracted from them radiation according to the shape of the transverse profile of the road in the form of a continuous line, these parts are converted to a TTL level with the allocation of the geometric parameters of the profile of the road in the form of coordinates of its points, while the dimensional coordinates of the transverse profile with a given step are determined by the dependence:
Y i = f (x 0 + ih) + g (x 0 + ih),
where f (x 0 + ih) is a spline function constructed from the measured values;
x 0 is the initial coordinate;
i is the point number;
h is the given step;
g (x) is the corrective vibration of the car body during movement;
the rut of the coating is determined by the dependence:
where f (x) is a function that describes the transverse profile of the road surface;
x is the current coordinate;
a, b are linear conversion coefficients;
E is the given gauge depth;
the surface roughness in diameter is determined by the dependence:
where h i - current microroughness size, defined as
f (x) is a function that describes the surface profile;
P n (x) is the approximation of the function by the Fourier polynomial;
n is the degree of the polynomial.
Известно устройство для измерения геометрических параметров профиля дороги, содержащее излучатели, приемники отраженных излучений, контактные с поверхностью дорожного покрытия механические датчики, преобразователи отраженных излучений и сигналов с контактных датчиков в аналоговые сигналы, датчики времени и пройденного пути, программный комплекс, ЭВМ (см., например, патент ЕР 0215948, кл. G 01 B 11/30, G 01 B 11/24, публ. 1985 г.). A device is known for measuring the geometric parameters of a road profile, comprising emitters, receivers of reflected radiation, mechanical sensors contacting the surface of the road surface, converters of reflected radiation and signals from contact sensors to analog signals, time and distance sensors, software, computers (see, for example, patent EP 0215948, class G 01 B 11/30, G 01 B 11/24, publ. 1985).
Недостаток известного устройства заключается в том, что для подачи световых сигналов, приема их отражений от дорожного покрытия, фиксации на носитель информации сведений о параметрах профиля дороги, использованы раздельно и разного вида оптические, фиксирующие и механические датчики, установленные спереди и сзади автомобиля, что требует дополнительных средств синхронизации во времени и привязки к конкретному участку пройденного пути измеряемых параметров, также программного обеспечения под каждый вид применяемого оборудования. A disadvantage of the known device is that for supplying light signals, receiving their reflections from the road surface, fixing information about the parameters of the road profile to the data carrier, optical, fixing and mechanical sensors installed separately and in front of the car are used, which requires additional means of synchronization in time and binding to a specific section of the path traveled by the measured parameters, as well as software for each type of equipment used.
Это усложняет процесс определения и преобразования в координаты точек профиля поверхности дороги параметров конкретных участков пройденного пути, не позволяет одновременно оценивать и устанавливать взаимозависимость параметров. Кроме того, известное устройство работает при пониженных скоростях движения автомобиля и не позволяет проводить коррекцию измеряемых и фиксируемых параметров профиля дороги в зависимости от колебаний кузова автомобиля. This complicates the process of determining and converting to the coordinates of the points of the profile of the road surface the parameters of specific sections of the traveled path, it does not allow us to simultaneously evaluate and establish the interdependence of the parameters. In addition, the known device operates at reduced vehicle speeds and does not allow for the correction of measured and recorded parameters of the road profile depending on fluctuations in the car body.
Известно наиболее близкое по технической сущности, назначению и достигаемому результату устройство для измерения геометрических параметров профиля дороги, содержащее установленные в ряд на поперечной балке переднего бампера автомобиля излучатели с оптическими системами для подачи пучков лазерного света на поверхность дорожного покрытия, оптические приемники, преобразователи отраженных излучений в аналоговые сигналы, преобразователи аналоговых сигналов, процессорный блок, программный комплекс, ЭВМ, датчики корректировки колебаний кузова автомобиля, датчики времени и пройденного пути (см. , например, каталог Swedish Road and Transport Research Institute, Road Surface Testing, 1980 г., приложение 2). Known for the closest in technical essence, purpose and achieved result is a device for measuring the geometric parameters of the road profile, containing emitters mounted in a row on the transverse beam of the front bumper of the car with optical systems for supplying laser light beams to the surface of the road surface, optical receivers, and reflected radiation converters in analog signals, analog signal converters, processor unit, software, computers, vibration correction sensors vehicle body, the time and distance traveled sensors (see., e.g., catalog Swedish Road and Transport Research Institute, Road Surface Testing, 1980, at Appendix 2).
Недостаток известного устройства заключается в том, что вследствие установки на бампере ряда отдельных излучателей, каждый из которых фиксирует координаты конкретных точек поверхности дороги на определенном расстоянии друг от друга, измеряемые координаты и параметры точек профиля носят дискретный характер, а их аппроксимация в линию поперечного профиля дорожного покрытия приводит к значительным погрешностям и не позволяет достигнуть высокой точности измерения. Кроме того, не достигается определение всех дефектов поверхности по ширине дорожного покрытия, что снижает эффективность использования известного устройства. A disadvantage of the known device is that due to the installation of a number of individual emitters on the bumper, each of which fixes the coordinates of specific points of the road surface at a certain distance from each other, the measured coordinates and parameters of the profile points are discrete, and their approximation in the line of the transverse profile of the road coating leads to significant errors and does not allow to achieve high measurement accuracy. In addition, the determination of all surface defects along the width of the pavement is not achieved, which reduces the efficiency of using the known device.
Задача, на решение которой направлено описываемое изобретение, заключается в создании такого комплексного устройства, которое бы позволило использовать однотипное оборудование и приборы для измерения геометрических параметров профиля дороги, расширить арсенал технических средств определенного назначения, повысить его надежность. The problem to which the invention is directed is to create such an integrated device that would allow the use of the same type of equipment and devices for measuring the geometric parameters of the road profile, expand the arsenal of technical means for a specific purpose, and increase its reliability.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении описываемого устройства, заключается в реализации устройства для измерения параметров профиля дорожного покрытия, повышении стабильности работы оборудования при упрощении обслуживания, получение достоверных характеристик измеряемых параметров. The technical result that can be obtained by implementing the described device is to implement a device for measuring the parameters of the profile of the road surface, improving the stability of the equipment while simplifying maintenance, obtaining reliable characteristics of the measured parameters.
Это достигается тем, что в известном устройстве для измерения геометрических параметров профиля дороги, которое содержит установленные в ряд на поперечной балке переднего бампера автомобиля излучатели с оптическими системами для подачи пучков лазерного света на поверхность дорожного покрытия, оптические приемники отраженных излучений, преобразователи отраженных излучений в аналоговые сигналы, преобразователи аналоговых сигналов, процессорный блок, программный комплекс, ЭВМ, датчики корректировки колебаний кузова автомобиля, датчики времени и пройденного пути, в соответствии с описываемым устройством оптическая система каждого излучателя выполнена в виде преобразователя пучка лазерного света в линию с образованием непрерывной линии по ширине дорожного покрытия, каждый оптический приемник отраженных излучений выполнен в виде камеры, преобразующей отраженные линейные излучения в аналоговые сигналы по форме профиля дороги, каждый преобразователь аналоговых сигналов выполнен в виде компаратора, выделяющего из аналогового сигнала часть, соответствующую отраженному излучению, и преобразующего эту часть аналогового сигнала в TTL-уровень, процессорный блок выполнен с возможностью суммирования сигналов TTL-уровня в заданные отрезки времени, при этом каждый компаратор связан с процессорным блоком и выполнен с возможностью обратной связи с ним, а каждая камера дополнительно связана с процессорным блоком с возможностью обратной связи с ним. This is achieved by the fact that in the known device for measuring the geometric parameters of the road profile, which contains emitters arranged in a row on the transverse beam of the front bumper of the car with optical systems for supplying laser beams of light to the surface of the road surface, optical receivers of reflected radiation, converters of reflected radiation to analog signals, analog signal converters, processor unit, software, computers, sensors for adjusting vibrations of the car body, sensors time and distance traveled, in accordance with the described device, the optical system of each emitter is made in the form of a laser light beam converter into a line with the formation of a continuous line across the width of the road surface, each optical reflected radiation receiver is made in the form of a camera that converts the reflected linear radiation into analog signals according to the shape of the road profile, each converter of analog signals is made in the form of a comparator that extracts from the analog signal a part corresponding to reflected radiation, and converting this part of the analog signal to the TTL level, the processor unit is configured to sum the TTL level signals at predetermined time intervals, with each comparator connected to the processor unit and configured to feedback with it, and each camera is additionally connected to the processor unit with the possibility of feedback with it.
Сущность изобретения представлена на чертежах, где на фиг.1 показана блок-схема устройства для осуществления способа измерения геометрических параметров профиля дороги, на фиг.2 - график координат профиля поверхности дороги, на фиг.3 - график колейности, на фиг.4 - график микрошероховатости. The invention is presented in the drawings, in which Fig. 1 shows a block diagram of a device for implementing a method for measuring geometric parameters of a road profile, Fig. 2 is a graph of coordinates of a profile of a road surface, Fig. 3 is a graph of a rut, and Fig. 4 is a graph micro roughness.
Описываемый способ измерения геометрических параметров профиля дороги в виде поперечного профиля дороги, колейности дорожного покрытия, шероховатости, продольной ровности, дефектов дорожного покрытия и их геометрических размеров включает подачу излучателями 1 на поверхность дорожного покрытия в поперечном его направлении в процессе движения автомобиля ряда отдельных излучений лазерного света с образованием непрерывной линии по ширине поверхности дорожного покрытия. Отраженные излучения лазерного света принимают оптическими приемниками, преобразуют в аналоговые сигналы, которые синхронизируют и суммируют в заданные отрезки времени. Из полученного аналогового сигнала выделяют части, соответствующие отраженному излучению по форме поперечного профиля дороги в виде непрерывной линии, преобразовывают эти части в TTL-уровень с выделением из него геометрических параметров профиля дороги в виде координат его точек, при этом размерные координаты поперечного профиля с заданным шагом, фиг.2, определяют по зависимости:
Yi = f(x0+ih)+g(x0+ih),
где f(x0+ih) - сплайн-функция, построенная по измеренным значениям, полученным путем наложения формы профиля на матрицу оптического приемника 2 и последующего их выделения;
x0 - начальная координата;
i - номер точки;
h - заданный шаг абсциссы профиля;
g(x) - функция, предназначенная для коррекции колебаний кузова автомобиля в процессе движения, определяемая по данным, поступающим с акселерометров;
колейность покрытия, фиг.3, определяют по зависимости:
где f(x) - функция, описывающая профиль;
a, b - коэффициенты линейного преобразования, построенные по методу наименьших квадратов;
Е - заданная глубина колеи;
микрошероховатость поверхности в поперечнике, фиг.4, определяют в виде средней высоты микронеровностей поверхности по зависимости:
где hi - текущий размер микронеровности, определяемый как
где f(x) - функция, описывающая профиль поверхности;
Рn(x) - приближение функции полиномом Фурье;
n - степень полинома.The described method for measuring the geometric parameters of the road profile in the form of a transverse profile of the road, rutting of the road surface, roughness, longitudinal evenness, defects of the road surface and their geometric dimensions includes emitters 1 on the surface of the road surface in its transverse direction during the movement of the car a number of individual laser light emissions with the formation of a continuous line across the width of the surface of the road surface. The reflected laser light is received by optical receivers, converted into analog signals, which are synchronized and summed in predetermined time intervals. From the obtained analog signal, the parts corresponding to the reflected radiation in the form of the transverse profile of the road in the form of a continuous line are extracted, these parts are converted into a TTL level with the geometrical parameters of the profile of the road selected in the form of coordinates of its points, and the dimensional coordinates of the transverse profile with a given step , figure 2, is determined by the dependence:
Y i = f (x 0 + ih) + g (x 0 + ih),
where f (x 0 + ih) is a spline function constructed from the measured values obtained by superimposing the profile shape on the matrix of optical receiver 2 and their subsequent selection;
x 0 is the initial coordinate;
i is the point number;
h is the given profile abscissa step;
g (x) is a function designed to correct the vibrations of the car body during movement, determined by the data coming from accelerometers;
the rut of the coating, figure 3, is determined by the dependence:
where f (x) is the function describing the profile;
a, b - linear transformation coefficients constructed using the least squares method;
E is the given gauge depth;
surface micro-roughness across, FIG. 4, is determined as the average height of surface microroughnesses according to:
where h i - current microroughness size, defined as
where f (x) is a function that describes the surface profile;
P n (x) is the approximation of the function by the Fourier polynomial;
n is the degree of the polynomial.
При этом определяемые по заданным программам параметры профиля дороги привязывают к пройденному пути и корректируют в зависимости от колебаний кузова автомобиля в процессе его движения. Параметры профиля дороги вводят в базу данных и используют по мере необходимости. At the same time, the parameters of the road profile determined by the given programs are tied to the distance traveled and adjusted depending on the fluctuations of the car body during its movement. The parameters of the road profile are entered into the database and used as necessary.
Устройство для реализации описываемого способа содержит установленные в ряд на переднем бампере автомобиля излучатели 1 лазерного света с оптической системой, преобразующей световой цилиндрический пучок в линию. Излучатели 1 установлены с возможностью образования непрерывной световой линии по ширине дорожного покрытия. Устройство также включает установленные последовательно по числу излучателей 1 оптические приемники 2 отраженных излучений лазерного света, преобразователи 3 отраженных от дорожного покрытия излучений в аналоговые сигналы по форме профиля дороги, компараторы 4 для выделения из аналогового сигнала, поступающего с оптического приемника 2 той его части, которая соответствует отраженному потоку, и преобразование его в TTL-уровень, общий процессорный блок 5, ЭВМ 6. При этом процессорный блок 5 имеет обратную связь с каждым оптическим приемником 2, каждый из которых дополнительно связан непосредственно с процессорным блоком 5. Процессорный блок 5 связан с акселерометрами 7, предназначенными для коррекции колебаний кузова автомобиля, датчиком 8 пути, позволяющим привязывать определяемые параметры профиля дороги к координатам их места нахождения в соответствии с пройденным путем. Процессорный блок 5 синхронизирует и управляет в требуемые отрезки времени работу оптических приемников 2, обрабатывает TTL-сигналы при поступлении их с компараторов 4, суммирует их в заданные отрезки времени и выделяет из сигналов форму профиля дороги по всей ширине дорожного покрытия в виде координат его точек, управляет передачей результатов в ЭВМ. ЭВМ 6 накапливает, обрабатывает получаемые с процессорного блока 5 данные по аналитическим программам и определяет параметры профиля дороги в виде поперечного профиля дороги, колейности покрытия, шероховатости поверхности с определением коэффициента сцепления, продольной ровности, дефектов дорожного покрытия (выбоин, трещин и др.), их размеры. The device for implementing the described method comprises laser light emitters 1 mounted in a row on the front bumper of the car with an optical system that converts the light cylindrical beam into a line. The emitters 1 are installed with the possibility of forming a continuous light line across the width of the road surface. The device also includes optical receivers 2 of reflected laser light emissions, installed in series according to the number of emitters 1, converters 3 of radiation reflected from the road surface into analog signals in the form of a road profile, comparators 4 for extracting from the analog signal coming from the optical receiver 2 that part of it, which corresponds to the reflected stream, and converting it to a TTL level, a common processor unit 5, computer 6. In this case, the processor unit 5 has feedback with each optical receiver 2, each of which is additionally connected directly to the processor unit 5. The processor unit 5 is connected to accelerometers 7, designed to correct vibrations of the car body, with a path sensor 8, which allows you to associate the determined parameters of the road profile to the coordinates of their location in accordance with the path traveled. The processor unit 5 synchronizes and controls the operation of the optical receivers 2 at the required time intervals, processes the TTL signals when they arrive from the comparators 4, summarizes them at the specified time intervals and extracts the shape of the road profile from the signals along the entire width of the road surface in the form of coordinates of its points, controls the transfer of results to a computer. The computer 6 collects, processes the data received from the processor unit 5 according to analytical programs and determines the parameters of the road profile in the form of a transverse profile of the road, rutting of the surface, surface roughness with determination of the adhesion coefficient, longitudinal flatness, road surface defects (potholes, cracks, etc.), their sizes.
Claims (2)
Yi= f(xo+ih)+g(xo+ih),
где f(x0+ih) - сплайн-функция, построенная по измеренным значениям;
x0 - начальная координата;
i - номер точки;
h - заданный шаг;
g(x) - корректирующая колебаний кузова автомобиля в процессе движения,
колейность покрытия определяют по зависимости:
где f(x) - функция, описывающая поперечный профиль дорожного покрытия;
x - текущая координата;
a, b - коэффициенты линейного преобразования;
Е - заданная глубина колеи,
шероховатость поверхности в поперечнике определяют по зависимости
где hi - текущий размер микронеровности, определяемый как
где f(x) - функция, описывающая профиль поверхности, Рn(x) - приближение функции полиномом Фурье;
n - степень полинома.1. A method of measuring the geometric parameters of a road profile, including applying to the surface of the road surface in its transverse direction during the movement of the vehicle a series of individual laser light emissions, receiving the reflected radiation and converting it into analog signals, transmitting, converting analog signals and determining geometric parameters according to specified programs parameters of the road profile in the form of a transverse profile of the road, rut of the road surface, roughness, longitudinal flatness, defects of the road I and their geometrical dimensions with reference to the parameters of the road profile to the distance traveled, the correction of geometrical parameters depending on the fluctuations of the car body, the accumulation of information and user service, characterized in that the radiation is supplied in the form of laser light lines with the formation of a continuous line across the width of the surface of the road surface , the analog signals are synchronized and summed at predetermined time intervals, the parts corresponding to the reflected radiation are extracted from them according to the shape of the transverse profile of the road in the form of a continuous line, these parts are converted to a TTL level with the allocation of the geometric parameters of the road profile in the form of coordinates of its points, while the dimensional coordinates of the transverse profile with a given step are determined by the dependence
Y i = f (x o + ih) + g (x o + ih),
where f (x 0 + ih) is a spline function constructed from the measured values;
x 0 is the initial coordinate;
i is the point number;
h is the given step;
g (x) is the corrective vibration of the car body during movement,
the rut of the coating is determined by the dependence:
where f (x) is a function that describes the transverse profile of the road surface;
x is the current coordinate;
a, b are linear conversion coefficients;
E is the given gauge depth,
the surface roughness across is determined by
where h i - current microroughness size, defined as
where f (x) is the function describing the surface profile, P n (x) is the approximation of the function by the Fourier polynomial;
n is the degree of the polynomial.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000106327/28A RU2201577C2 (en) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Procedure measuring geometrical parameters of profile of road and device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000106327/28A RU2201577C2 (en) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Procedure measuring geometrical parameters of profile of road and device for its realization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000106327A RU2000106327A (en) | 2002-01-27 |
| RU2201577C2 true RU2201577C2 (en) | 2003-03-27 |
Family
ID=20231844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000106327/28A RU2201577C2 (en) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Procedure measuring geometrical parameters of profile of road and device for its realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2201577C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112611344A (en) * | 2020-11-30 | 2021-04-06 | 北京建筑大学 | Autonomous mobile flatness detection method, device and storage medium |
-
2000
- 2000-03-16 RU RU2000106327/28A patent/RU2201577C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112611344A (en) * | 2020-11-30 | 2021-04-06 | 北京建筑大学 | Autonomous mobile flatness detection method, device and storage medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5405477B2 (en) | How to determine vehicle tire pressure and profile depth | |
| US20240069172A1 (en) | Method of Providing Interference Reduction and a Dynamic Region of Interest in a LIDAR System | |
| US4866642A (en) | Method and apparatus for determining the diameter of rail vehicle wheels | |
| AU2018425917B2 (en) | Apparatus and method for calculating wooden crosstie plate cut measurements and rail seat abrasion measurements based on rail head height | |
| US8625106B2 (en) | Method for optically scanning and measuring an object | |
| US6559936B1 (en) | Measuring angles of wheels using transition points of reflected laser lines | |
| CN106092059B (en) | A kind of works Horizontal Displacement Monitoring Method based on multi-point fitting | |
| CN109696664B (en) | Detection method and detection device for ultrasonic co-channel interference | |
| EP1580570A3 (en) | Estimation and resolution of carrier-wave ambiguities in a position navigation system | |
| GB2241061A (en) | Light scanning system | |
| CA2561923A1 (en) | Measuring apparatus and method in a distribution system | |
| CN105445745A (en) | Mobile target state monitoring method and apparatus, and vehicle rapid inspection system thereof | |
| EP3141449A1 (en) | Rail profile monitoring, e.g. geometry of the frogs | |
| US11247705B2 (en) | Train wheel measurement process, and associated system | |
| KR20190125441A (en) | Apparatus and method for determining tilt signal in vehicle | |
| ATE372500T1 (en) | METHOD AND MEASURING DEVICE FOR THE NON-CONTACT MEASURING ANGLES OR ANGLE CHANGES ON OBJECTS | |
| CN114152214B (en) | Rail profile loss detection method, device and system | |
| JP4633794B2 (en) | Optical device for measuring the thickness of at least partly transparent media | |
| RU2201577C2 (en) | Procedure measuring geometrical parameters of profile of road and device for its realization | |
| US6714291B2 (en) | Process for identifying a specific light signal used in a linear optical sensor of goniometer from among other potentially disturbing light signals | |
| JPH10105868A (en) | Vehicle measuring device/method | |
| EP3152518A1 (en) | Device and method for determining at least one parameter characteristic of at least one component of a vehicle in the scope of a diagnostic, main¢ tenance or monitoring operation | |
| JPH0660807B2 (en) | High-precision measurement method of the center position of light | |
| RU2266226C2 (en) | Method of monitoring parameters of wheelset and its position relative to rail track | |
| CN108061543B (en) | Object position detection method and system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050317 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070317 |