路面車轍檢測(cè)系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)的研究.pdf

1、近些年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路交通作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施，也隨著蓬勃發(fā)展起來(lái)。交通的基礎(chǔ)建設(shè)投資力度不斷加大，我國(guó)的高等級(jí)公路通車?yán)锍桃仓鹉昕焖僭鲩L(zhǎng)?？梢灶A(yù)見，與我國(guó)公路建設(shè)的快速發(fā)展相對(duì)應(yīng)，未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)大量的路面需要保養(yǎng)、維修和改造，以保持良好的路用性能。車轍作為路面的主要危害之一，如何精確、快速地檢測(cè)路面的車轍深度受到了世界各國(guó)的關(guān)注。
　　 本文在詳細(xì)分析國(guó)內(nèi)外車轍檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，介紹了基于三維結(jié)構(gòu)光檢測(cè)

2、原理的路面車轍檢測(cè)系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量原理及其幾何模型，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建一種新的三維測(cè)量模型，對(duì)其實(shí)際產(chǎn)生的誤差進(jìn)行分析，通過實(shí)驗(yàn)證明其合理性與適用性。針對(duì)三維結(jié)構(gòu)光路面車轍檢測(cè)系統(tǒng)主要技術(shù)的研究，本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作:
　　 1.對(duì)結(jié)構(gòu)光車轍檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)塊與攝像機(jī)中心有一定角度時(shí)，圖像中的形變與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)塊高度并非是一個(gè)簡(jiǎn)單的線性關(guān)系?？紤]系統(tǒng)的非線性，從兩種情況研究圖像變形投影與

3、地面變形之間的關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)光二維幾何模型，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)路面車轍深度的計(jì)算。
　　 2.從幾何模型的角度，建立全新的結(jié)構(gòu)光三維模型及擴(kuò)展的三維模型?？紤]車轍線結(jié)構(gòu)光檢測(cè)的特點(diǎn)，激光器投射到被測(cè)地面，形成扇形投影，引起路面形變凸起點(diǎn)與其投影點(diǎn)位置的差別，進(jìn)行分析得到三維幾何模型中車轍深度的解算公式。在此基礎(chǔ)上，考慮實(shí)際車輛行駛影響，提出了三維幾何模型的推廣形式。
　　 3.由已建立的結(jié)構(gòu)光三維檢測(cè)模型，分析車輛在運(yùn)動(dòng)時(shí)，車

4、轍檢測(cè)系統(tǒng)的變化，以及由此產(chǎn)生的誤差影響。對(duì)系統(tǒng)線性性進(jìn)行討論，得到線性最優(yōu)解。在此基礎(chǔ)上，分析車輛在行駛過程中出現(xiàn)顛簸和振蕩對(duì)所建模型的影響和車輛檢測(cè)系統(tǒng)中的內(nèi)部裝置相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)所建模型的影響兩個(gè)方面，得到某個(gè)指標(biāo)參數(shù)發(fā)生小范圍的變化，系統(tǒng)的誤差影響。
　　 4.在理論模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。編寫線結(jié)構(gòu)光標(biāo)定與處理程序，建立完整的標(biāo)定算法。通過測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)塊不同位置時(shí)的圖像的形變，得到圖像各像素至虛平面上各點(diǎn)之間的相互投影關(guān)系，在此