一種簡(jiǎn)易的車載路況檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及路況檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種簡(jiǎn)易的車載路況檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在道路養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，需要定期了解道路路面的狀況，包括路面是否平整、是否有破裂、是否有小型障礙物等?，F(xiàn)有的路況檢測(cè)方案主要為安排人員實(shí)地檢測(cè)，或者使用路況檢測(cè)車進(jìn)行檢測(cè)。前者需要耗費(fèi)較多的人力，而后者則集成有很多傳感器和信息分析處理裝置，價(jià)格昂貴，維護(hù)成本高，一般只有在道路建成驗(yàn)收時(shí)才會(huì)使用，不適合在道路養(yǎng)護(hù)過(guò)程中長(zhǎng)期使用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型旨在提供一種簡(jiǎn)易的車載路況檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)結(jié)合使用激光測(cè)距傳感器和慣性測(cè)量單元，以激光測(cè)距傳感器與地面之間的距離值、車體傾斜的角度值和車體在各個(gè)軸向上的加速度值為依據(jù)進(jìn)行分析比較，得到相應(yīng)路面的狀況。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種簡(jiǎn)易的車載路況檢測(cè)系統(tǒng)，包括車體，所述車體上設(shè)置有主控單元，所述主控單元的輸入端分別連接激光測(cè)距傳感器、慣性測(cè)量單元和GPS單元的輸出端；所述激光測(cè)距傳感器包括至少兩個(gè)，所有激光測(cè)距傳感器均勻地安裝于車體的前端，激光發(fā)射端均朝下；所述慣性測(cè)量單元?jiǎng)t安裝于所述車體的中心位置；另外，所述主控單元的輸出端連接有存儲(chǔ)單元和輸出接口。
[0006]需要說(shuō)明的是，兩個(gè)或以上的激光測(cè)距傳感器的作用在于每個(gè)激光測(cè)距傳感器測(cè)得自身與地面的距離后，主控單元可以通過(guò)判斷每個(gè)距離值的差異是否過(guò)大獲得路面狀況，如果差異過(guò)大，則說(shuō)明車體前端各點(diǎn)離路面的距離不一致，即該段路面不平整。所述慣性測(cè)量單元的作用在于測(cè)量車體傾斜的角度值和車體在各個(gè)軸向上的加速度值，主控單元通過(guò)這些數(shù)據(jù)判斷車體垂直軸(Z軸)方向上的加速度與GXcosa (G為重力加速度，a為車體上下坡時(shí)的傾斜角度)差異是否過(guò)大，如果過(guò)大，則說(shuō)明路面不平穩(wěn)。
[0007]作為一種優(yōu)選方案，還包括圖像采集單元和CMOS攝像頭，圖像采集單元的輸出端連接于所述主控單元，而輸入端則連接CMOS攝像頭的輸出端。所述CMOS攝像頭和圖像采集單元可以使得在發(fā)現(xiàn)路面有異常狀況時(shí)對(duì)該段路面進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，進(jìn)一步得到一個(gè)更直觀的判斷依據(jù)。
[0008]更進(jìn)一步地，作為一種優(yōu)選方案，所述CMOS攝像頭包括至少兩個(gè)，分別安裝于所述車體的前端和后端。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果在于:僅采用若干激光測(cè)距傳感器和慣性測(cè)量單元兩個(gè)裝置進(jìn)行車體在行駛過(guò)程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)獲取并據(jù)此獲得路面狀況，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，并且可以得出兩個(gè)不同參考依據(jù)，避免了只有一個(gè)參考依據(jù)所可能導(dǎo)致的誤差。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)連接框圖；
[0011]圖2為車體在上下坡時(shí)的受力分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述，需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例以本技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于本實(shí)施例。
[0013]如圖1所示，一種簡(jiǎn)易的車載路況檢測(cè)系統(tǒng)，包括車體，所述車體上設(shè)置有主控單元，所述主控單元的輸入端分別連接6個(gè)精度為1_的激光測(cè)距傳感器、慣性測(cè)量單元和GPS單元的輸出端；所有激光測(cè)距傳感器均勻地安裝于車體的前端，激光發(fā)射端均朝下；所述慣性測(cè)量單元?jiǎng)t安裝于所述車體的中心位置；另外，所述主控單元的輸出端連接有存儲(chǔ)單元和輸出接口。
[0014]作為一種優(yōu)選方案，所述簡(jiǎn)易的車載路況檢測(cè)系統(tǒng)還包括圖像采集單元和CMOS攝像頭，圖像采集單元的輸出端連接于所述主控單元，而輸入端則連接CMOS攝像頭的輸出端。所述CMOS攝像頭和圖像采集單元可以使得在發(fā)現(xiàn)路面有異常狀況時(shí)對(duì)該段路面進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，進(jìn)一步得到一個(gè)更直觀的判斷依據(jù)。
[0015]更進(jìn)一步地，作為一種優(yōu)選方案，所述CMOS攝像頭包括至少兩個(gè)，分別安裝于所述車體的前端和后端。
[0016]當(dāng)系統(tǒng)開啟后，激光測(cè)距傳感器和慣性測(cè)量單元開始同步運(yùn)作。
[0017]其中，所述激光測(cè)距傳感器的激光發(fā)射端以2000Hz頻率發(fā)射脈沖激光，激光打到路面上以后經(jīng)過(guò)路面散射再被激光測(cè)距傳感器的激光接收端接收到，其后基于相位式測(cè)距原理計(jì)算得出激光測(cè)距傳感器與路面之間的距離值并傳輸至主控單元進(jìn)行分析，如果每個(gè)激光測(cè)距傳感器測(cè)得的距離值差異過(guò)大，則說(shuō)明車體前端各點(diǎn)離路面的距離不一致，即該段路面不平整。
[0018]相位式測(cè)距的原理是是采用無(wú)線電波段頻率的激光，進(jìn)行幅度調(diào)制并將正弦調(diào)制光往返測(cè)距裝置與目標(biāo)物間距離所產(chǎn)生的相位差測(cè)定，根據(jù)調(diào)制光的波長(zhǎng)和頻率，換算出激光飛行時(shí)間，再以此計(jì)算出待測(cè)距離。設(shè)調(diào)制光角頻率為ω，在測(cè)距裝置和障礙物之間往返一次產(chǎn)生的相位延遲為Φ，則往返一次的時(shí)間t = (Φ+Δ Φ)/ω ;Δ Φ表示不足一個(gè)相位的相位差。c表示光速，則待測(cè)距離L = l/2ct = l/2cX (Φ+Δ Φ)/ω。
[0019]另一方面，慣性測(cè)量單元(MU)緊密的安裝在車體的中心位置，可以在動(dòng)態(tài)環(huán)境下測(cè)量車體傾斜的角度值和車體遭受的加速度值，根據(jù)這兩個(gè)值可以分析得出路面是否傾斜，是否崎嶇不平。IMU主要有陀螺儀和加速度計(jì)組成，陀螺儀是用來(lái)測(cè)量角速度的，對(duì)角速度進(jìn)行積分可以得到一段時(shí)間內(nèi)角度的變化量；加速度計(jì)可以感知到重力加速度和車體因運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的自由加速度，重力加速度和物體相對(duì)水平面的傾斜角度(俯仰角度/橫滾角度)是有對(duì)應(yīng)關(guān)系的。
[0020]如圖2所示，車體上下坡時(shí)的傾斜的角度a = acrsin(Ax/G)。其中Ax表示加速度計(jì)測(cè)量得到的重力加速度G的分量。圖中Az表示加速度計(jì)測(cè)量得到的車體垂直軸(Z軸)的加速度值。這樣陀螺儀測(cè)量值的積分可以得到一個(gè)角度值，加速度測(cè)量值經(jīng)過(guò)少量計(jì)算也可以得到一個(gè)角度值，將這兩個(gè)角度值通過(guò)算法融合起來(lái)，就可以在動(dòng)態(tài)環(huán)境下測(cè)量得到一個(gè)精度高，無(wú)漂移的物體傾斜角度值。當(dāng)車體垂直軸(Z軸)方向上的加速度與GXcosa差異過(guò)大時(shí)，則說(shuō)明該段路面較為崎嶇不平穩(wěn)。
[0021]當(dāng)主控單元根據(jù)激光測(cè)距傳感器和慣性測(cè)量單元測(cè)得的值得出路面異常的結(jié)果時(shí)，將生成觸發(fā)信號(hào)并傳輸至GPS單元和CMOS攝像頭，GPS記錄下當(dāng)前路面所在位置，CMOS攝像頭則拍攝下當(dāng)前路面的實(shí)時(shí)影像并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中或者通過(guò)輸出接口輸出至其他設(shè)備。
[0022]對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)以上的技術(shù)方案和構(gòu)思，作出各種相應(yīng)的改變和變形，而所有的這些改變和變形都應(yīng)該包括在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種簡(jiǎn)易的車載路況檢測(cè)系統(tǒng)，包括車體，其特征在于，所述車體上設(shè)置有主控單元，所述主控單元的輸入端分別連接激光測(cè)距傳感器、慣性測(cè)量單元和GPS單元的輸出端；所述激光測(cè)距傳感器包括至少兩個(gè)，所有激光測(cè)距傳感器均勻地安裝于車體的前端，激光發(fā)射端均朝下；所述慣性測(cè)量單元?jiǎng)t安裝于所述車體的中心位置；另外，所述主控單元的輸出端連接有存儲(chǔ)單元和輸出接口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種簡(jiǎn)易的車載路況檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括圖像采集單元和CMOS攝像頭，圖像采集單元的輸出端連接于所述主控單元，而輸入端則連接CMOS攝像頭的輸出端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種簡(jiǎn)易的車載路況檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述CMOS攝像頭包括至少兩個(gè)，分別安裝于所述車體的前端和后端。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種簡(jiǎn)易的車載路況檢測(cè)系統(tǒng)，所述車體上設(shè)置有主控單元，所述主控單元的輸入端分別連接激光測(cè)距傳感器、慣性測(cè)量單元和GPS單元的輸出端；所述激光測(cè)距傳感器包括至少兩個(gè)，所有激光測(cè)距傳感器均勻地安裝于車體的前端，其激光發(fā)射端均朝下；所述慣性測(cè)量單元?jiǎng)t安裝于所述車體的中心位置；另外，所述主控單元的輸出端連接有存儲(chǔ)單元和輸出接口。本實(shí)用新型僅采用若干激光測(cè)距傳感器和慣性測(cè)量單元兩個(gè)裝置進(jìn)行車體在行駛過(guò)程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)獲取并據(jù)此獲得路面狀況，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，并且可以得出兩個(gè)不同參考依據(jù)，避免了只有一個(gè)參考依據(jù)所可能導(dǎo)致的誤差。
【IPC分類】G08G1/01, G08G1/04
【公開號(hào)】CN204833713
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520571786
【發(fā)明人】張宗永, 黃吉瑞, 徐曄
【申請(qǐng)人】上海朗尚科貿(mào)有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日