公路平整度激光视觉测量系统研究

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1、公路平整度激光视觉测量系统研究LaserVisionMethodMeasurementSystemforPavementEvenness学科专业：仪器科学与技术研究生：马玉坤指导教师：孙长库教授天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一三年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日

2、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要设计并研制了公路平整度激光视觉测量系统。该测量系统能够准确获得路面三维数据信息，利用评定公式获得最终平整度参数值。路面三维数据也可为其它的道路评定指标提供参考。研究的线结构光传感器标定方法快速便捷，适于在工程实际中推广。

3、论文研究的主要内容和关键技术有：1.设计并研制了公路平整度激光视觉测量系统。应用线结构光表面3D测量技术获取路面特定点三维坐标，利用激光测距仪获得距离信息。选用非接触测量方式，测量时对路面不造成影响且测量精度较高，可获得较为可靠全面的路面信息。2.以Zhang的摄像机模型为基础，构建了适应的测量系统数学模型。3.设计了一种新型全局平面靶标，可一步同时完成多个传感器摄像机内、外部参数和光平面位置参数的快速标定与坐标系统一。该方法简单快速，标定结果可靠，无需借助其他设备，适用于现场环境。4.针对测量环境存在路面颠簸误差的情况，提出了一种颠簸幅值修正的方法，设计并研制了颠簸幅值传感器

4、。建立了测量系统的颠簸幅值修正模型，能够较为准确的对测量系统进行误差修正，满足系统精度要求。5.对系统进行了标定实验、精度验证实验及实际测量实验，实验结果证明该系统测量精度可达到±0.2mm以上。关键词：线结构光传感器公路平整度传感器标定全局平面靶标ABSTRACTThehighwayevennessmeasuringsystembasedonlaservisionmethodisdeveloped.Thismeasuringsystemcanaccuratelygetthethree-dimensionaldataofthehighwaysurface,andputthemi

5、ntotheformulastoobtainthefinalevennessparametervalues.Astructured-lightsensorcalibrationmethodisdesigned,whichisfastandsuitableforpromotioninengineeringpractice.Themajorresearchandkeyworksofthisthesisareasfollows:1.Thesystemtakesaapplicationofstructured-light3Dsurfacemeasuringtechnologytoach

6、ievethree-dimensionaldataofspecificsurfacepoints,andgetsthedistanceinformationbylaserdistancemeters.Usinganon-contactmeasurement,themeasurementwon’timpactontheroadandcouldgethighermeasurementaccuracy.2.BasedonZhang’scameramodel,asuitablethreedimensionalmathmodelisconstructed.3.Thesystemdesig

7、nedanewglobalplanetarget,whichallowedmultiplesensorstogettheirintrinsicandexternalcameraparametersandlightparametersjustbyonecalibration.Andthecoordinatesareunifiedatthesametime.Thewholeprocessissimpleandfast,andsuitableforengineeringenvironment.4.