本發(fā)明涉及道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)和道路鋪面破損調(diào)查及分析方法，具體地，可執(zhí)行掌握道路路面的一般狀況，精確調(diào)查道路下部的空洞、漏水及開裂現(xiàn)象，根據(jù)立體數(shù)據(jù)提出破損的正確形狀和相應(yīng)的修補方案及修補量，并將存儲和保存取得數(shù)據(jù)，使之作為持續(xù)維護調(diào)查對象道路的基礎(chǔ)資料得以應(yīng)用等功能的道路鋪面破損調(diào)查和分析系統(tǒng)以及道路鋪面破損調(diào)查及分析方法。

背景技術(shù)：

通常道路是指瀝青混凝土鋪設(shè)道路，是用對瀝青混凝土混合骨料加熱的混合物后鋪設(shè)的道路，其流動性和彈性高而車輛的行駛性優(yōu)良，行駛噪聲也少。

相反，瀝青混凝土耐熱性低，如夏天等悶熱季節(jié)長期反復(fù)受到車輛較重的負荷，則易發(fā)生開裂或部分破損等現(xiàn)象。

傳統(tǒng)上道路發(fā)生開裂或損壞等現(xiàn)象時，通常用肉眼檢查開裂或可能要破損的部分，或者簡單地利用平面相機拍攝制作數(shù)據(jù)后進行修補。

但通過普通拍攝或肉眼調(diào)查，無法迅速準確掌握道路的破損情況，要由工程師重新勘察路面，才能制定出最佳的修補方案，因此導(dǎo)致時間和經(jīng)濟上的效率低下。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于，提供一種可彌補現(xiàn)有調(diào)查方法即通過普通拍攝或肉眼調(diào)查上存在的缺陷的道路鋪路面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)以及道路鋪面破損調(diào)查及分析方法。

本發(fā)明的目的在于，提供一種可以迅速準確掌握各種道路的破損狀況，從而得出最佳修補方案和維護方案的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)以及道路鋪面破損調(diào)查及分析方法。

本發(fā)明的目的在于，提供一種以移動裝備減少交通管制的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)以及道路鋪面破損調(diào)查及分析方法。

本發(fā)明的目的并不限于上述內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可從以下敘述內(nèi)容中明確了解未涉及的其它多個目的。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明實施例的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)，作為移動裝置部20的正面具備用于拍攝的拍攝裝備放置部10，所述移動裝置部20內(nèi)部具備數(shù)據(jù)分析裝置30和輸出裝置40的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)， 以活動型附著于移動裝置部20形成，并根據(jù)調(diào)查對象的條件可以追加和移動支架的拍攝裝備放置部10包括：為了用普通數(shù)碼相機確認道路破損狀態(tài)，以及確認破損部的平面狀態(tài)而形成的數(shù)碼相機11；可以利用溫度特性確認用普通照片無法確認的缺陷，并為確認漏水部、開裂部和空洞部而形成的TVS相機12；取得用數(shù)碼相機11確認的破損部的立體數(shù)據(jù)而確認破損形狀，取得修補對象的正確尺寸，進一步使之作為正確計算修補量所需的基礎(chǔ)資料得以應(yīng)用的3D掃描儀13；為確認破損位置的衛(wèi)星坐標而形成的衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14；為確認調(diào)查對象道路路面狀態(tài)而形成，并確認整體凹凸、傾斜度、大概破損位置的激光測距儀15。

優(yōu)選地，拍攝裝備放置部10包括：沿長度方向Lf形成于移動裝置部20的前端，且3D掃描儀13、數(shù)碼相機11、TVS相機12由末端向內(nèi)側(cè)依次形成的第一水平條10a；以與第一水平條10a中與移動裝置部20鄰接的末端直交延長形態(tài)形成，垂直條10b中與移動裝置部20鄰接的區(qū)域上部面上形成從GPS衛(wèi)星（無圖示）接收GPS位置坐標后傳給數(shù)據(jù)分析單元30的衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的垂直條10b；從垂直條10b的下部末端開始直交形成，并向?qū)挾确较駾f形成長條（bar）狀，進而向?qū)挾确较駾f具備激光測距儀15的第二水平條10c；以及將垂直條10b的下端部和第一水平條10a中TVS相機12的后端區(qū)域連接形成，從而預(yù)防第一水平條10a因3D掃描儀13、數(shù)碼相機11、TVS相機12的重量而向下墜落的支撐條10d。

優(yōu)選地，拍攝裝備放置部10還包括：以將垂直條10b的高度方向中間端和移動裝置部20連接的結(jié)構(gòu)形成，通過滑動方式執(zhí)行調(diào)節(jié)第一水平條10a和垂直條10結(jié)合體高度的垂直活動，以及調(diào)節(jié)左右移動的水平活動，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析單元30的控制執(zhí)行垂直活動和水平活動的垂直/水平活動端10e。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)分析裝置30從數(shù)碼相機11、TVS相機12、3D掃描儀13、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14以及激光測距儀15接收調(diào)查結(jié)果后，對道路的破損內(nèi)容進行分析和數(shù)據(jù)化。

根據(jù)本發(fā)明實施例的道路鋪面破損調(diào)查及方法，包括：移動裝置驅(qū)動控制模塊31控制移動裝置部20按預(yù)先設(shè)定的速度移動，同時對數(shù)碼相機11、TVS相機12、3D掃描儀13、衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14以及激光測距儀15執(zhí)行喚醒（Wake-up）的第一步驟；圖像采集模塊32從數(shù)碼相機11獲得道路路面的平面圖像數(shù)據(jù)V1，從TVS相機12獲得道路路面的溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2，從3D掃描儀13獲得三維立體數(shù)據(jù)，從衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14獲得GPS位置坐標，從激光測距儀15獲得道路路面與激光測距儀15之間距離信息的第二步驟；以及位置映射模塊32利用數(shù)碼相機11和TVS相機12的物理距離、移動裝置部20的速度以及從衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14獲得的GPS位置坐標將通過圖像采集模塊32獲得的平面圖像數(shù)據(jù)V1和溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2映射到同一道路路面的坐標而存到存儲模塊35的第三步驟。

優(yōu)選地，所述第三步驟之后還包括：三維映射模塊34對由3D掃描儀13掃描的三維立體數(shù)據(jù)執(zhí)行解碼，生成多個解碼的三維掃描圖像而存到存儲模塊35的第四步驟；三維映射模塊34生成將各三維掃描圖像在三維圖形中表現(xiàn)為立體形態(tài)所用的最小單位即多邊形（polygon），并制作多個多邊形轉(zhuǎn)換為多邊形集合而存到存儲模塊35的第五步驟；三維映射模塊34對生成的各多邊形的集合執(zhí)行粘貼三維掃描圖像的紋理映射而生成紋理映射的三維掃描圖像V3后，請求將被紋理映射的三維掃描圖像V3通過位置映射模塊32與道路路面坐標上的平面圖像數(shù)據(jù)V1和溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2映射的第六步驟。

優(yōu)選地，所述第六步驟以后還包括：位置映射模塊32根據(jù)三維映射模塊34的請求對三維掃描圖像V3執(zhí)行映射以后，將從激光測距儀15確認調(diào)查對象道路路面狀態(tài)而所需的根據(jù)GPS位置坐標的道路路面和激光測距儀15之間的距離信息，使平面圖像數(shù)據(jù)V1和溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2與三維掃描圖像V3映射地存到存儲模塊35的第七步驟。

有益效果

本發(fā)明實施例的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)和道路鋪面破損調(diào)查及分析方法，其有益效果在于，可以彌補現(xiàn)有調(diào)查方法即通過普通拍攝或肉眼調(diào)查上存在的缺陷；

根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)和道路鋪面破損調(diào)查及分析方法，其有益效果在于，可以迅速準確掌握各種道路的破損狀況，從而得出最佳的修補方案和維護方案；

根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)與道路鋪面破損調(diào)查及分析方法，其有益還在于，可以以移動裝備減少交通管制。

附圖說明

圖1是顯示本發(fā)明實施例的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)的示意圖；

圖2是具體顯示圖1的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)中數(shù)據(jù)分析裝置30的結(jié)構(gòu)的框圖；

圖3是顯示圖2的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)中用數(shù)碼相機11獲得的平面圖像數(shù)據(jù)V1的示意圖；

圖4是顯示由圖2的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)中TVS(Thermal Video System: 熱像分析)相機12獲得的溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2的示意圖；

圖5是顯示由圖2的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)中3D掃描儀13掃描的三維立體數(shù)據(jù)的示意圖；

圖6是顯示存儲于圖2的數(shù)據(jù)分析裝置30中存儲模塊35的DB化破損現(xiàn)狀信息的示意圖；

圖7是顯示道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)中輸出裝置40上實現(xiàn)的UI(User Interface)畫面的示意圖；

圖8是顯示本發(fā)明實施例的道路鋪面破損調(diào)查及分析方法的示意圖。

最佳實施方式

下面參照附圖，對發(fā)明優(yōu)選實施例詳細進行描述。說明本發(fā)明時，若對有關(guān)的公知功能或者結(jié)構(gòu)的具體說明使本發(fā)明宗旨變得模糊則省略該說明。

本說明書中，描述某一個構(gòu)件向其它構(gòu)件‘傳送’數(shù)據(jù)或信號時，構(gòu)件可以直接給其它構(gòu)件傳送所述數(shù)據(jù)或信號，可以通過至少一個又另一個構(gòu)件將數(shù)據(jù)或信號傳送給其它構(gòu)件。

圖1是顯示本發(fā)明實施例的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)的示意圖；圖2是具體顯示圖1的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)中數(shù)據(jù)分析裝置30的結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是顯示圖2的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)中用數(shù)碼相機11獲得的平面圖像數(shù)據(jù)V1的示意圖；圖4是顯示由圖2的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)中TVS(Thermal Video System: 熱像分析)相機12獲得的溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2的示意圖；圖5是顯示由圖2的道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)中3D掃描儀13掃描的三維立體數(shù)據(jù)的示意圖。

圖6是顯示存儲于圖2的數(shù)據(jù)分析裝置30中存儲模塊35的DB化的破損現(xiàn)狀信息的示意圖。圖7是顯示道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)中輸出裝置40上實現(xiàn)的UI(User Interface)界面的示意圖。

首先，根據(jù)圖1，道路鋪面破損調(diào)查及分析系統(tǒng)包括拍攝裝備放置部10、移動裝置部20、數(shù)據(jù)分析裝置30以及輸出裝置40，其功能在于，1掌握路面的一般狀態(tài)；2準確調(diào)查道路下部的空洞、漏水以及開裂現(xiàn)象；3根據(jù)立體數(shù)據(jù)提供正確的破損形狀及相應(yīng)的修補方案和修補量；4將取得數(shù)據(jù)保存下來使其作為持續(xù)維護調(diào)查對象道路的基礎(chǔ)資料得以應(yīng)用。

在此，拍攝設(shè)備放置部10上形成數(shù)碼相機11、TVS(Thermal Video System: 熱像分析)相機12、3D掃描儀13、衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14以及激光測距儀（Laser Distometer: 15）。

數(shù)碼相機11為普通數(shù)碼相機，用來確認道路破損狀態(tài)和破損部的平面狀態(tài)。

TVS相機12利用溫度特性確認用普通照片無法查到的缺陷，用來查看漏水部和開裂部以及空洞部。

3D 掃描儀13將由數(shù)碼相機11確認的破損部的立體數(shù)據(jù)取得而確認破損形狀，使修補對象正確尺寸的取得變得可能，使其作為正確計算修補量所需的基礎(chǔ)資料得以應(yīng)用。

衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14用于確認對破損位置的衛(wèi)星坐標。

激光測距儀15用于確認調(diào)查對象道路路面狀態(tài)，進一步具體地，用于確認總體凹凸、傾斜度、破損的大概位置。

拍攝設(shè)備放置部10是以可活動方式形成，為了將要考慮道路的寬度、路面狀態(tài)、測定精確度等因素的上述分析裝備即數(shù)碼相機11、TVS相機12、3D掃描儀13、衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14以及激光測距儀15固定住，被附著在移動裝置部20形成，其優(yōu)點在于，可以根據(jù)調(diào)查對象的條件，對支架進行追加和移動。

進一步具體地，拍攝裝備放置部10的組成包括：第一水平條10a、垂直條10b、第二水平條10c、支撐條10d以及垂直/水平活動端10e。

第一水平條10a是沿長度方向Lf形成于移動裝置部20的前端，有3D掃描儀13、數(shù)碼相機11、TVS相機12從末端開始向內(nèi)側(cè)依次形成。

垂直條10b以與第一水平條10a中移動裝置部20鄰接的末端直交延長的形態(tài)形成，垂直條10b中與移動裝置部20鄰接的區(qū)域上部面上形成從GPS衛(wèi)星（無圖示）接收GPS位置坐標后傳給數(shù)據(jù)分析裝置30的衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）。

第二水平條10c是從垂直條10b的下部末端開始直交形成，沿寬度方向形成長條（bar）形狀，進而沿寬度方向Df具備激光測距儀15。

另外，支撐條10d是將垂直條10b的下端部和第一水平條10a中TVS相機12的后端區(qū)域連接形成，從而用于預(yù)防第一水平條10a因3D掃描儀13、數(shù)碼相機11、TVS相機12的重量而向下方墜落。

垂直/水平活動端10e以將垂直條10b的高度方向中間端和移動裝置部20連接的結(jié)構(gòu)形成，通過滑動方式執(zhí)行調(diào)節(jié)第一水平條10a和垂直條10b的結(jié)合體高度的垂直活動，以及調(diào)節(jié)左右移動的水平活動。垂直/水平活動端10e是根據(jù)數(shù)據(jù)分析裝置30的控制執(zhí)行垂直活動和水平活動。

移動裝置部20通常以移動用車輛形成，用來將拍攝裝備放置部10恒速移動。

數(shù)據(jù)分析裝置30是從數(shù)碼相機11、TVS相機12、3D掃描儀13、衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14和激光測距儀15接收調(diào)查結(jié)果后，將道路的破損內(nèi)容分析并數(shù)據(jù)化。

進一步具體地，數(shù)據(jù)分析裝置30包括移動裝置驅(qū)動控制模塊31、圖像采集模塊32、位置映射模塊33、三維映射模塊34和存儲模塊35。

移動裝置驅(qū)動控制模塊31控制移動裝置部20按預(yù)設(shè)的速度移動，同時對數(shù)碼相機11、TVS相機12、3D掃描儀13、衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14和激光測距儀15執(zhí)行喚醒（Wake-up）。

圖像采集模塊32是從數(shù)碼相機11獲得道路路面的平面圖像數(shù)據(jù)V1，從TVS相機12獲得道路路面的溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2。不僅如此，圖像采集模塊32從3D掃描儀13獲得三維立體數(shù)據(jù)，從衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14獲得GPS位置坐標，從激光測距儀15獲得道路路面和激光測距儀15之間的距離信息。

位置映射模塊32是利用數(shù)碼相機11與TVS相機12的物理距離、移動裝置部20的速度以及從衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14獲得的GPS位置坐標，將通過圖像采集模塊32獲得的平面圖像數(shù)據(jù)V1和溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2映射到同一道路路面的坐標上。

就是說，位置映射模塊32是利用移動裝置部20的速度和GPS坐標的移動距離運算視差后，將與數(shù)碼相機11和TVS相機12的物理距離相應(yīng)的視差作為延遲（delay）應(yīng)用的平面圖像數(shù)據(jù)V1和溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2映射到同一道路路面的坐標上，然后存到存儲模塊35。

三維映射模塊34包括多邊形生成單元34a、紋理映射單元34b和圖像映射單元34c。

多邊形生成單元34a對由3D掃描儀13掃描的三維立體數(shù)據(jù)執(zhí)行解碼，生成多個被解碼的三維掃描圖像后存到存儲模塊35。

然后多邊形生成單元34a生成將各三維掃描圖像在三維圖形中表現(xiàn)成立體形狀所用的最小單位即多邊形（polygon），制作多個多邊形而轉(zhuǎn)換為多邊形集合。多邊形生成單元34a將生成的多這形集合存到存儲模塊35。

紋理映射單元34b執(zhí)行在生成的多邊形集合上粘貼存儲模塊35上保存的三維掃描圖像的紋理映射。

就是說，紋理映射單元34b對于在多邊形生成單元34a生成的各多邊形集合執(zhí)行紋理映射，進而生成被紋理映射的三維掃描圖像V3。

圖像映射單元34c對于被紋理映射的三維掃描圖像V3請求通過位置映射模塊32與道路路面坐標上的平面圖像數(shù)據(jù)V1和溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2的映射。

隨后位置映射模塊32利用數(shù)碼相機11和3D掃描儀13的物理距離、移動裝置部20的速度以及從衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14獲得的GPS位置坐標，將通過圖像收集模塊32獲得平面圖像數(shù)據(jù)V1和溫度特性數(shù)據(jù)V2以及由三維映射模塊34生成的三維掃描圖像V3映射到同一道路路面的坐標上。

就是說，位置映射模塊32對于已被映射到道路路面同一坐標的平面圖像數(shù)據(jù)V1和溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2追加映射三維掃描圖像V3。

進一步具體地，位置映射模塊32是利用移動裝置部20的速度和GPS坐標的移動距離運算視差后，將與數(shù)碼相機11和3D掃描儀13的物理距離相應(yīng)的視差作為延遲（delay）應(yīng)用的平面圖像數(shù)據(jù)V1和溫度特性圖像數(shù)據(jù)V3映射到同一道路路面的坐標上，然后存到存儲模塊35。

而且位置映射模塊32將從激光測距儀15確認調(diào)查對象道路路面狀態(tài)而所需的根據(jù)GPS位置坐標的道路面和激光測距儀15之間的距離信息，使平面圖像數(shù)據(jù)V1和溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2與三維掃描圖像V3映射地存到存儲模塊35。

分析模塊35是將應(yīng)用存于存儲模塊35的GPS坐標信息、平面圖像數(shù)據(jù)V1、溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2和三維掃描圖像V3的調(diào)查區(qū)段信息、立體地圖數(shù)據(jù)、破損現(xiàn)狀信息以及修補方案信息生成后存到存儲模塊35。存于存儲模塊35的DB化破損現(xiàn)狀信息見圖6。

隨之，輸出裝置40實現(xiàn)存于存儲模塊35的調(diào)查區(qū)段信息（圖7a）、方體地圖數(shù)據(jù)（圖7b）、破損現(xiàn)狀信息（圖7c）、修補方案信息（圖7d）。

圖8是顯示本發(fā)明實施例的道路鋪面破損調(diào)查及分析方法的示意圖。根據(jù)圖1至圖8，移動裝置驅(qū)動控制模塊31控制移動裝置部20以預(yù)設(shè)的速度移動同時執(zhí)行對數(shù)碼相機11、TVS相機12、3D掃描儀13、衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)14和激光測距儀15的喚醒（Wake-up）S11。

步驟S11以后，圖像采集模塊32從數(shù)碼相機11獲得道路路面的平面圖像數(shù)據(jù)V1，從TVS相機12獲得道路路面的溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2，從3D掃描儀13獲得三維立體數(shù)據(jù)，從衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14獲得GPS位置坐標，從激光測距儀15獲得道路路面和激光測距儀15之間的距離信息S12。

步驟S12以后，位置映射模塊32將利用數(shù)碼相機11和TVS相機12的物理距離、移動裝置部20的速度以及從衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）14獲得的GPS位置坐標將通過圖像采集模塊32獲得的平面圖像數(shù)據(jù)V1和溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2映射到同一道路路面的坐標而存到存儲模塊35S13。

步驟S13以后，三維映射模塊34對由3D掃描儀13掃描的三維立體數(shù)據(jù)執(zhí)行解碼生成多個被解碼的三維掃描圖像，然后存到存儲模塊35S14。

步驟S14以后，三維映射模塊34生成將各三維掃描圖像在三維圖形中表現(xiàn)為立體形狀所用的最小單位即多邊形（polygon），并制作多個多邊形轉(zhuǎn)換為多邊形集合以后存到存儲模塊35S15。

步驟S15以后，三維映射模塊34執(zhí)行對生成的各多邊形集合粘貼三維掃描圖像的紋理映射而生成被紋理映射的三維掃描圖像V3，然后請求將被紋理映射的三維掃描圖像V3通過位置映射模塊32與道路路面坐標上的平面圖像數(shù)據(jù)V1和溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2映射S16。

步驟S16以后，位置映射模塊32根據(jù)步驟S16請求執(zhí)行對三維掃描圖像V3的映射，然后將從激光測距儀15確認調(diào)查對象道路路面狀態(tài)而所需的根據(jù)GPS位置坐標的道路路面和激光測距儀15之間的距離信息，使平面圖像數(shù)據(jù)V1和溫度特性圖像數(shù)據(jù)V2與三維掃描圖像V3映射地存到存儲模塊35S17。

如上所述，本說明書和附圖公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，也使用特定用語，對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。