專利名稱：一種激光構造深度儀的標定方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種激光構造深度儀的標定方法及裝置。
背景技術：
在路面安全性評價指標中，路面抗滑性能是最重要的指標之一，路面抗滑性能主要由微觀紋理和宏觀紋理決定，微觀紋理主要影響車輛在低速行駛時路面的抗滑能力，而宏觀紋理主要影響車輛在高速行駛時路面的抗滑能力。構造深度屬于路面宏觀紋理的范疇，它主要是指一定面積的路表面凹凸不平的開口孔隙的平均深度，因此，構造深度可用來表征高等級的公路路面的抗滑能力，是路面安全性能評價的一個重要的指標。除此之外，構造深度還能反映路面的排水能力，對輪胎和路面之間產(chǎn)生的噪音也有一定的影響。對于路面構造深度指標的檢測，目前應用較廣的有鋪砂法和激光構造深度儀。鋪砂法是將已知體積的標準砂攤鋪在路面上，用底部粘有橡膠片的推平板盡量將砂推平成一圓形，然后，用鋼板尺測量所構成的圓的兩個垂直方向的直徑，取其均值，計算得到圓的面積，砂的體積同所攤鋪圓平均面積之比即為路面的構造深度。激光構造深度儀是通過將激光傳感器固定在車輛上，將距離傳感器固定到汽車后輪軸心處，通過車輪轉動帶動距離傳感器測得車輛縱向行駛距離，利用高采樣頻率激光傳感器測量地面材料顆粒表面以及材料顆粒之間的深度變化的情況，輸出結果為在沿行車方向上一定間距長度內(nèi)的路面構造深度的平均深度值。 激光構造深度儀使用時需與鋪砂法進行相關關系對比試驗，即需對激光構造深度儀進行標定，標定時需事先選擇4段構造深度值處于不同水平的各長IOOm的試驗路段，然后，在每個試驗路段上沿某一軌跡用鋪砂法至少測定10點構造深度值，計算其均值作為該軌跡上的路面構造深度值，然后，用激光構造深度儀沿同一軌跡進行檢測，分別計算4段試驗路的構造深度值，然后將四段路的鋪砂法測值與設備測值對比，得到二者的相關關系，實現(xiàn)對激光構造深度儀的標定。如上所述，在采用鋪砂法對激光構造深度儀進行標定時存在如下缺占.1、在攤鋪細砂時，操作過程受人為因素影響較大，鋪砂法的測值誤差較大；2、鋪砂法在細砂攤開后，實際是路面一定面積內(nèi)的構造深度值，而激光構造深度儀測得的是沿縱向的一條線上的構造深度值，兩者還是有所差別；3、運用此法標定時，為了能得到二者的相關關系，需要尋找四段或四段以上路面構造深度不同的試驗道路，并且每段試驗路構造深度的值需均勻一致，這種試驗路的尋找存在很大的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)簡單、重復性好、精確的激光構造深度儀的標定方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明提出一種激光構造深度儀的標定方法，將激光傳感器的光點打在轉動的轉盤圓周上刻有的多組正弦曲線的一組上；
獲取所述光點處轉盤轉動的線速度；控制距離傳感器以所述線速度運動；更換到另一組正弦曲線的圓周上重復以上操作直至完成標定。特別的，同一組圓周上正弦曲線的波長與振幅相等。特別的，同一組圓周上正弦曲線在所述的轉盤的圓周上均勻分布。特別的，所述的每組正弦曲線的波長或振幅不同。并同時提供一種采用上述方法進行標定的裝置，由路面紋理模擬器和速度模擬器組成，兩者通過下位機與計算機相連接，路面紋理模擬器由轉盤和帶動所述轉盤轉動的伺服電機組成，所述轉盤的圓周上刻有多組不同波長或振幅的標準正弦曲線；所述速度模擬器由導向盤和帶動所述導向盤轉動的伺服電機組成。特別的，同一組圓周上正弦曲線的波長和振幅相等。特別的，同一組圓周上正弦曲線在所述的轉盤的圓周上均勻分布。特別的，所述的每組正弦曲線的波長或振幅不同特別的，所述的路面紋理模擬器的伺服電機受控于文本顯示器。特別的，所述的速度模擬器的伺服電機受控于可調(diào)電位器。采用本發(fā)明所述的標定方法對激光構造深度儀進行標定，可精確得到標定所需的構造深度值，測試結果重復性好，整個標定過程實現(xiàn)簡單，可以極大地提高目前激光構造深度儀標定的工作效率和水平。


下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1為本發(fā)明的實現(xiàn)流程圖；圖2為本發(fā)明所使用的路面紋理模擬器轉盤結構示意圖；圖3為實施例所述路面紋理模擬器側面結構示意圖；圖4為實施例所述路面紋理模擬器正面結構示意圖；圖5為實施例所述速度模擬器側面結構示意圖；圖6為實施例所述速度模擬器正面結構示意圖；圖7為實施例所使用的設備整體結構示意圖。圖中1、轉盤；111、正弦曲線；2、電源；3、伺服電機驅動器；4、伺服電機；5、支架；6、文本顯示器；7、電源開關；8、轉盤保護外殼；9、導向盤；10、電源；11、伺服電機驅動器；12、 伺服電機；13、設備支架；14、可調(diào)電位器；15、電源開關；16、激光傳感器；17、距離傳感器； 18、下位機；19、電腦；20、路面紋理模擬器；21、速度模擬器。
具體實施例方式圖2至圖7給出了本發(fā)明所述標定方法所采用的設備組成及結構示意圖，整套設備由路面紋理模擬器20、速度模擬器21以及與兩者相連接的下位機18、電腦19組成，其使用的標定方法及流程如圖1所示S11、將激光傳感器16的光點打在勻速旋轉的轉盤1的圓周上，轉盤1的圓周上均勻分布有多組標準正弦曲線111。具體的，轉盤1的圓周上均勻分布四組標準正弦曲線111，轉盤1通過轉軸轉動連接伺服電機4，伺服電機4由電源2供電，且其通斷電由電源開關7控制，其上諸設備均固定于支架5上，為防止轉盤1損壞，可設置轉盤保護外殼8為轉盤1提供保護，伺服電機4受伺服電機驅動器3驅動，且伺服電機4的轉速受控于文本顯示器6，通過文本顯示器6可以人工控制伺服電機4的轉速，從而進一步控制轉盤1的轉速，激光傳感器16固定在轉盤1 的上方，其激光點落在轉盤1的圓周上。S12、獲取上述光點處轉盤1的線速度。通過文本顯示器3控制轉盤1的轉速，即可以模擬帶紋理的路面，激光傳感器16 測到的距離數(shù)據(jù)結合轉盤1的原始半徑即可得到光點處轉盤1的線速度。激光傳感器16 的光點落在轉盤1的圓周上，轉盤1轉動一周即可得到一條標準正弦曲線，得到該點到圓心的距離，即可得到該條標準正弦曲線的長度。假設轉盤1上某點到圓心的距離為l(m)，某狀態(tài)下伺服電機4的轉速為n(r/ min)，則該點處的線速度ν (km/h)為r 二 2;τ * * — * 3. 6
60S13、控制距離傳感器17以上述光點處轉盤1的線速度運動。參考圖4-6，導向盤9通過轉軸轉動連接伺服電機12，伺服電機12受伺服電機驅動器11驅動，由電源10為伺服電機12供電，其通斷電由電源開關15控制，且其轉速受控于可調(diào)電位器14，將距離傳感器17固定在固定導向盤9上，通過調(diào)節(jié)可調(diào)電位器14調(diào)節(jié)距離傳感器17以光點處轉盤1的線速度運動。上述設備均安置于設備支架13上。S14、改變其上的正弦曲線111的波長或振幅，即將激光點打到其它三組正弦曲線上,重復 S11、S12、S13。通過改變正弦曲線111的波長或振幅，就可得到不同的正弦曲線，模擬不同路面紋理的路面，最后，通過路面構造深度的標準計算公式得到該點處的構造深度值，將這些構造深度值與激光構造深度儀的測值進行對比，即可實現(xiàn)對激光構造深度儀進行標定。轉盤1圓周上的標準正弦111的波長和振幅可精確設計，并可精確得到標定所需的構造深度值，測試結果重復性好。另外，整個標定過程實現(xiàn)簡單，可以極大地提高目前激光構造深度儀標定的工作效率和水平。本發(fā)明并不局限于此實施方式，以本發(fā)明思想為基礎的相關實現(xiàn)均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種激光構造深度儀的標定方法，其特征在于將激光傳感器的光點打在轉動的轉盤圓周上刻有的多組正弦曲線的一組上；獲取所述光點處轉盤轉動的線速度；控制距離傳感器以所述線速度運動；更換到另一組正弦曲線的圓周上重復以上操作直至完成標定。
2.如權利要求1所述的一種激光構造深度儀的標定方法，其特征在于，同一組圓周上正弦曲線的波長與振幅相等。
3.如權利要求1所述的一種激光構造深度儀的標定方法，其特征在于，同一組圓周上正弦曲線在所述的轉盤的圓周上均勻分布。
4.如權利要求1所述的一種激光構造深度儀的標定方法，其特征在于，所述的每組正弦曲線的波長或振幅不同。
5.一種采用權利要求1所述方法的激光構造深度儀的標定裝置，其特征在于由路面紋理模擬器(20)和速度模擬器(21)組成，兩者通過下位機(18)與計算機(19)相連接，路面紋理模擬器(20)由轉盤(1)和帶動所述轉盤(1)轉動的伺服電機(4)組成，所述轉盤 (1)的圓周上刻有多組不同波長或振幅的標準正弦曲線(111)；所述速度模擬器(21)由導向盤(9)和帶動所述導向盤(9)轉動的伺服電機(12)組成。
6.如權利要求5所述的一種激光構造深度儀的標定裝置，其特征在于同一組圓周上正弦曲線(111)的波長和振幅相等。
7.如權利要求5所述的一種激光構造深度儀的標定裝置，其特征在于同一組圓周上正弦曲線(111)在所述的轉盤(1)的圓周上均勻分布。
8.如權利要求5所述的一種激光構造深度儀的標定裝置，其特征在于所述的每組正弦曲線的波長或振幅不同
9.如權利要求5所述的一種激光構造深度儀的標定裝置，其特征在于所述的路面紋理模擬器(20)的伺服電機(4)受控于文本顯示器(6)。
10.如權利要求5所述一種激光構造深度儀的標定裝置，其特征在于所述的速度模擬器(21)的伺服電機(12)受控于可調(diào)電位器(14)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種激光構造深度儀的標定方法及裝置，將激光傳感器的光點打在轉動的轉盤圓周上刻有的多組正弦曲線的一組上；獲取所述光點處轉盤轉動的線速度；控制距離傳感器以所述線速度運動；更換到另一組正弦曲線的圓周上重復以上操作直至完成標定。采用本發(fā)明所述的標定方法對激光構造深度儀進行標定，可精確得到標定所需的構造深度值，測試結果重復性好，整個標定過程實現(xiàn)簡單，可以極大地提高目前激光構造深度儀標定的工作效率和水平。
文檔編號G01B11/22GK102288127SQ20111023636
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權日2011年8月16日
發(fā)明者吳智山, 李孝兵, 田士強 申請人:北京市路興公路新技術有限公司