道路铺面破损调查及分析系统和道路铺面破损调查及分析方法与流程

本发明涉及道路铺面破损调查及分析系统和道路铺面破损调查及分析方法，具体地，可执行掌握道路路面的一般状况，精确调查道路下部的空洞、漏水及开裂现象，根据立体数据提出破损的正确形状和相应的修补方案及修补量，并将存储和保存取得数据，使之作为持续维护调查对象道路的基础资料得以应用等功能的道路铺面破损调查和分析系统以及道路铺面破损调查及分析方法。

背景技术：

通常道路是指沥青混凝土铺设道路，是用对沥青混凝土混合骨料加热的混合物后铺设的道路，其流动性和弹性高而车辆的行驶性优良，行驶噪声也少。

相反，沥青混凝土耐热性低，如夏天等闷热季节长期反复受到车辆较重的负荷，则易发生开裂或部分破损等现象。

传统上道路发生开裂或损坏等现象时，通常用肉眼检查开裂或可能要破损的部分，或者简单地利用平面相机拍摄制作数据后进行修补。

但通过普通拍摄或肉眼调查，无法迅速准确掌握道路的破损情况，要由工程师重新勘察路面，才能制定出最佳的修补方案，因此导致时间和经济上的效率低下。

技术实现要素：

技术问题

本发明的目的在于，提供一种可弥补现有调查方法即通过普通拍摄或肉眼调查上存在的缺陷的道路铺路面破损调查及分析系统以及道路铺面破损调查及分析方法。

本发明的目的在于，提供一种可以迅速准确掌握各种道路的破损状况，从而得出最佳修补方案和维护方案的道路铺面破损调查及分析系统以及道路铺面破损调查及分析方法。

本发明的目的在于，提供一种以移动装备减少交通管制的道路铺面破损调查及分析系统以及道路铺面破损调查及分析方法。

本发明的目的并不限于上述内容，本领域的普通技术人员可从以下叙述内容中明确了解未涉及的其它多个目的。

技术方案

根据本发明实施例的道路铺面破损调查及分析系统，作为移动装置部20的正面具备用于拍摄的拍摄装备放置部10，所述移动装置部20内部具备数据分析装置30和输出装置40的道路铺面破损调查及分析系统， 以活动型附着于移动装置部20形成，并根据调查对象的条件可以追加和移动支架的拍摄装备放置部10包括：为了用普通数码相机确认道路破损状态，以及确认破损部的平面状态而形成的数码相机11；可以利用温度特性确认用普通照片无法确认的缺陷，并为确认漏水部、开裂部和空洞部而形成的TVS相机12；取得用数码相机11确认的破损部的立体数据而确认破损形状，取得修补对象的正确尺寸，进一步使之作为正确计算修补量所需的基础资料得以应用的3D扫描仪13；为确认破损位置的卫星坐标而形成的卫星定位系统（GPS）14；为确认调查对象道路路面状态而形成，并确认整体凹凸、倾斜度、大概破损位置的激光测距仪15。

优选地，拍摄装备放置部10包括：沿长度方向Lf形成于移动装置部20的前端，且3D扫描仪13、数码相机11、TVS相机12由末端向内侧依次形成的第一水平条10a；以与第一水平条10a中与移动装置部20邻接的末端直交延长形态形成，垂直条10b中与移动装置部20邻接的区域上部面上形成从GPS卫星（无图示）接收GPS位置坐标后传给数据分析单元30的卫星定位系统（GPS）的垂直条10b；从垂直条10b的下部末端开始直交形成，并向宽度方向Df形成长条（bar）状，进而向宽度方向Df具备激光测距仪15的第二水平条10c；以及将垂直条10b的下端部和第一水平条10a中TVS相机12的后端区域连接形成，从而预防第一水平条10a因3D扫描仪13、数码相机11、TVS相机12的重量而向下坠落的支撑条10d。

优选地，拍摄装备放置部10还包括：以将垂直条10b的高度方向中间端和移动装置部20连接的结构形成，通过滑动方式执行调节第一水平条10a和垂直条10结合体高度的垂直活动，以及调节左右移动的水平活动，并根据数据分析单元30的控制执行垂直活动和水平活动的垂直/水平活动端10e。

优选地，数据分析装置30从数码相机11、TVS相机12、3D扫描仪13、全球卫星定位系统（GPS）14以及激光测距仪15接收调查结果后，对道路的破损内容进行分析和数据化。

根据本发明实施例的道路铺面破损调查及方法，包括：移动装置驱动控制模块31控制移动装置部20按预先设定的速度移动，同时对数码相机11、TVS相机12、3D扫描仪13、卫星定位系统（GPS）14以及激光测距仪15执行唤醒（Wake-up）的第一步骤；图像采集模块32从数码相机11获得道路路面的平面图像数据V1，从TVS相机12获得道路路面的温度特性图像数据V2，从3D扫描仪13获得三维立体数据，从卫星定位系统（GPS）14获得GPS位置坐标，从激光测距仪15获得道路路面与激光测距仪15之间距离信息的第二步骤；以及位置映射模块32利用数码相机11和TVS相机12的物理距离、移动装置部20的速度以及从卫星定位系统（GPS）14获得的GPS位置坐标将通过图像采集模块32获得的平面图像数据V1和温度特性图像数据V2映射到同一道路路面的坐标而存到存储模块35的第三步骤。

优选地，所述第三步骤之后还包括：三维映射模块34对由3D扫描仪13扫描的三维立体数据执行解码，生成多个解码的三维扫描图像而存到存储模块35的第四步骤；三维映射模块34生成将各三维扫描图像在三维图形中表现为立体形态所用的最小单位即多边形（polygon），并制作多个多边形转换为多边形集合而存到存储模块35的第五步骤；三维映射模块34对生成的各多边形的集合执行粘贴三维扫描图像的纹理映射而生成纹理映射的三维扫描图像V3后，请求将被纹理映射的三维扫描图像V3通过位置映射模块32与道路路面坐标上的平面图像数据V1和温度特性图像数据V2映射的第六步骤。

优选地，所述第六步骤以后还包括：位置映射模块32根据三维映射模块34的请求对三维扫描图像V3执行映射以后，将从激光测距仪15确认调查对象道路路面状态而所需的根据GPS位置坐标的道路路面和激光测距仪15之间的距离信息，使平面图像数据V1和温度特性图像数据V2与三维扫描图像V3映射地存到存储模块35的第七步骤。

有益效果

本发明实施例的道路铺面破损调查及分析系统和道路铺面破损调查及分析方法，其有益效果在于，可以弥补现有调查方法即通过普通拍摄或肉眼调查上存在的缺陷；

根据本发明另一个实施例的道路铺面破损调查及分析系统和道路铺面破损调查及分析方法，其有益效果在于，可以迅速准确掌握各种道路的破损状况，从而得出最佳的修补方案和维护方案；

根据本发明另一个实施例的道路铺面破损调查及分析系统与道路铺面破损调查及分析方法，其有益还在于，可以以移动装备减少交通管制。

附图说明

图1是显示本发明实施例的道路铺面破损调查及分析系统的示意图；

图2是具体显示图1的道路铺面破损调查及分析系统中数据分析装置30的结构的框图；

图3是显示图2的道路铺面破损调查及分析系统中用数码相机11获得的平面图像数据V1的示意图；

图4是显示由图2的道路铺面破损调查及分析系统中TVS(Thermal Video System: 热像分析)相机12获得的温度特性图像数据V2的示意图；

图5是显示由图2的道路铺面破损调查及分析系统中3D扫描仪13扫描的三维立体数据的示意图；

图6是显示存储于图2的数据分析装置30中存储模块35的DB化破损现状信息的示意图；

图7是显示道路铺面破损调查及分析系统中输出装置40上实现的UI(User Interface)画面的示意图；

图8是显示本发明实施例的道路铺面破损调查及分析方法的示意图。

最佳实施方式

下面参照附图，对发明优选实施例详细进行描述。说明本发明时，若对有关的公知功能或者结构的具体说明使本发明宗旨变得模糊则省略该说明。

本说明书中，描述某一个构件向其它构件‘传送’数据或信号时，构件可以直接给其它构件传送所述数据或信号，可以通过至少一个又另一个构件将数据或信号传送给其它构件。

图1是显示本发明实施例的道路铺面破损调查及分析系统的示意图；图2是具体显示图1的道路铺面破损调查及分析系统中数据分析装置30的结构的框图；图3是显示图2的道路铺面破损调查及分析系统中用数码相机11获得的平面图像数据V1的示意图；图4是显示由图2的道路铺面破损调查及分析系统中TVS(Thermal Video System: 热像分析)相机12获得的温度特性图像数据V2的示意图；图5是显示由图2的道路铺面破损调查及分析系统中3D扫描仪13扫描的三维立体数据的示意图。

图6是显示存储于图2的数据分析装置30中存储模块35的DB化的破损现状信息的示意图。图7是显示道路铺面破损调查及分析系统中输出装置40上实现的UI(User Interface)界面的示意图。

首先，根据图1，道路铺面破损调查及分析系统包括拍摄装备放置部10、移动装置部20、数据分析装置30以及输出装置40，其功能在于，1掌握路面的一般状态；2准确调查道路下部的空洞、漏水以及开裂现象；3根据立体数据提供正确的破损形状及相应的修补方案和修补量；4将取得数据保存下来使其作为持续维护调查对象道路的基础资料得以应用。

在此，拍摄设备放置部10上形成数码相机11、TVS(Thermal Video System: 热像分析)相机12、3D扫描仪13、卫星定位系统（GPS）14以及激光测距仪（Laser Distometer: 15）。

数码相机11为普通数码相机，用来确认道路破损状态和破损部的平面状态。

TVS相机12利用温度特性确认用普通照片无法查到的缺陷，用来查看漏水部和开裂部以及空洞部。

3D 扫描仪13将由数码相机11确认的破损部的立体数据取得而确认破损形状，使修补对象正确尺寸的取得变得可能，使其作为正确计算修补量所需的基础资料得以应用。

卫星定位系统（GPS）14用于确认对破损位置的卫星坐标。

激光测距仪15用于确认调查对象道路路面状态，进一步具体地，用于确认总体凹凸、倾斜度、破损的大概位置。

拍摄设备放置部10是以可活动方式形成，为了将要考虑道路的宽度、路面状态、测定精确度等因素的上述分析装备即数码相机11、TVS相机12、3D扫描仪13、卫星定位系统（GPS）14以及激光测距仪15固定住，被附着在移动装置部20形成，其优点在于，可以根据调查对象的条件，对支架进行追加和移动。

进一步具体地，拍摄装备放置部10的组成包括：第一水平条10a、垂直条10b、第二水平条10c、支撑条10d以及垂直/水平活动端10e。

第一水平条10a是沿长度方向Lf形成于移动装置部20的前端，有3D扫描仪13、数码相机11、TVS相机12从末端开始向内侧依次形成。

垂直条10b以与第一水平条10a中移动装置部20邻接的末端直交延长的形态形成，垂直条10b中与移动装置部20邻接的区域上部面上形成从GPS卫星（无图示）接收GPS位置坐标后传给数据分析装置30的卫星定位系统（GPS）。

第二水平条10c是从垂直条10b的下部末端开始直交形成，沿宽度方向形成长条（bar）形状，进而沿宽度方向Df具备激光测距仪15。

另外，支撑条10d是将垂直条10b的下端部和第一水平条10a中TVS相机12的后端区域连接形成，从而用于预防第一水平条10a因3D扫描仪13、数码相机11、TVS相机12的重量而向下方坠落。

垂直/水平活动端10e以将垂直条10b的高度方向中间端和移动装置部20连接的结构形成，通过滑动方式执行调节第一水平条10a和垂直条10b的结合体高度的垂直活动，以及调节左右移动的水平活动。垂直/水平活动端10e是根据数据分析装置30的控制执行垂直活动和水平活动。

移动装置部20通常以移动用车辆形成，用来将拍摄装备放置部10恒速移动。

数据分析装置30是从数码相机11、TVS相机12、3D扫描仪13、卫星定位系统（GPS）14和激光测距仪15接收调查结果后，将道路的破损内容分析并数据化。

进一步具体地，数据分析装置30包括移动装置驱动控制模块31、图像采集模块32、位置映射模块33、三维映射模块34和存储模块35。

移动装置驱动控制模块31控制移动装置部20按预设的速度移动，同时对数码相机11、TVS相机12、3D扫描仪13、卫星定位系统（GPS）14和激光测距仪15执行唤醒（Wake-up）。

图像采集模块32是从数码相机11获得道路路面的平面图像数据V1，从TVS相机12获得道路路面的温度特性图像数据V2。不仅如此，图像采集模块32从3D扫描仪13获得三维立体数据，从卫星定位系统（GPS）14获得GPS位置坐标，从激光测距仪15获得道路路面和激光测距仪15之间的距离信息。

位置映射模块32是利用数码相机11与TVS相机12的物理距离、移动装置部20的速度以及从卫星定位系统（GPS）14获得的GPS位置坐标，将通过图像采集模块32获得的平面图像数据V1和温度特性图像数据V2映射到同一道路路面的坐标上。

就是说，位置映射模块32是利用移动装置部20的速度和GPS坐标的移动距离运算视差后，将与数码相机11和TVS相机12的物理距离相应的视差作为延迟（delay）应用的平面图像数据V1和温度特性图像数据V2映射到同一道路路面的坐标上，然后存到存储模块35。

三维映射模块34包括多边形生成单元34a、纹理映射单元34b和图像映射单元34c。

多边形生成单元34a对由3D扫描仪13扫描的三维立体数据执行解码，生成多个被解码的三维扫描图像后存到存储模块35。

然后多边形生成单元34a生成将各三维扫描图像在三维图形中表现成立体形状所用的最小单位即多边形（polygon），制作多个多边形而转换为多边形集合。多边形生成单元34a将生成的多这形集合存到存储模块35。

纹理映射单元34b执行在生成的多边形集合上粘贴存储模块35上保存的三维扫描图像的纹理映射。

就是说，纹理映射单元34b对于在多边形生成单元34a生成的各多边形集合执行纹理映射，进而生成被纹理映射的三维扫描图像V3。

图像映射单元34c对于被纹理映射的三维扫描图像V3请求通过位置映射模块32与道路路面坐标上的平面图像数据V1和温度特性图像数据V2的映射。

随后位置映射模块32利用数码相机11和3D扫描仪13的物理距离、移动装置部20的速度以及从卫星定位系统（GPS）14获得的GPS位置坐标，将通过图像收集模块32获得平面图像数据V1和温度特性数据V2以及由三维映射模块34生成的三维扫描图像V3映射到同一道路路面的坐标上。

就是说，位置映射模块32对于已被映射到道路路面同一坐标的平面图像数据V1和温度特性图像数据V2追加映射三维扫描图像V3。

进一步具体地，位置映射模块32是利用移动装置部20的速度和GPS坐标的移动距离运算视差后，将与数码相机11和3D扫描仪13的物理距离相应的视差作为延迟（delay）应用的平面图像数据V1和温度特性图像数据V3映射到同一道路路面的坐标上，然后存到存储模块35。

而且位置映射模块32将从激光测距仪15确认调查对象道路路面状态而所需的根据GPS位置坐标的道路面和激光测距仪15之间的距离信息，使平面图像数据V1和温度特性图像数据V2与三维扫描图像V3映射地存到存储模块35。

分析模块35是将应用存于存储模块35的GPS坐标信息、平面图像数据V1、温度特性图像数据V2和三维扫描图像V3的调查区段信息、立体地图数据、破损现状信息以及修补方案信息生成后存到存储模块35。存于存储模块35的DB化破损现状信息见图6。

随之，输出装置40实现存于存储模块35的调查区段信息（图7a）、方体地图数据（图7b）、破损现状信息（图7c）、修补方案信息（图7d）。

图8是显示本发明实施例的道路铺面破损调查及分析方法的示意图。根据图1至图8，移动装置驱动控制模块31控制移动装置部20以预设的速度移动同时执行对数码相机11、TVS相机12、3D扫描仪13、卫星定位系统(GPS)14和激光测距仪15的唤醒（Wake-up）S11。

步骤S11以后，图像采集模块32从数码相机11获得道路路面的平面图像数据V1，从TVS相机12获得道路路面的温度特性图像数据V2，从3D扫描仪13获得三维立体数据，从卫星定位系统（GPS）14获得GPS位置坐标，从激光测距仪15获得道路路面和激光测距仪15之间的距离信息S12。

步骤S12以后，位置映射模块32将利用数码相机11和TVS相机12的物理距离、移动装置部20的速度以及从卫星定位系统（GPS）14获得的GPS位置坐标将通过图像采集模块32获得的平面图像数据V1和温度特性图像数据V2映射到同一道路路面的坐标而存到存储模块35S13。

步骤S13以后，三维映射模块34对由3D扫描仪13扫描的三维立体数据执行解码生成多个被解码的三维扫描图像，然后存到存储模块35S14。

步骤S14以后，三维映射模块34生成将各三维扫描图像在三维图形中表现为立体形状所用的最小单位即多边形（polygon），并制作多个多边形转换为多边形集合以后存到存储模块35S15。

步骤S15以后，三维映射模块34执行对生成的各多边形集合粘贴三维扫描图像的纹理映射而生成被纹理映射的三维扫描图像V3，然后请求将被纹理映射的三维扫描图像V3通过位置映射模块32与道路路面坐标上的平面图像数据V1和温度特性图像数据V2映射S16。

步骤S16以后，位置映射模块32根据步骤S16请求执行对三维扫描图像V3的映射，然后将从激光测距仪15确认调查对象道路路面状态而所需的根据GPS位置坐标的道路路面和激光测距仪15之间的距离信息，使平面图像数据V1和温度特性图像数据V2与三维扫描图像V3映射地存到存储模块35S17。

如上所述，本说明书和附图公开了本发明的优选实施例，也使用特定用语，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。