Устройство для диагностики дорожного покрытия

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(72) Авторы Мельникова Ирина Сергеевна Мельников Сергей Федорович(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(56) Диагностика и управление качеством автомобильных дорог. / Под ред. ЛЕОНОВИЧА И.И. - Минск БНТУ, 2002. С. 199.40608 , 2009.9033241 , 1997.2010/131489 1.6749364 1, 2004. КОЛЮЧКИН В.Я. и др. Тепловизионные приборы и системы. - М. МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. - С. 26. СЕРГЕЕВ В.Ю. Горная промышленность. - 2009. - Т. 88. -6. - С. 46..,1995 найден 08-10-2012 //.(57) Система диагностики дорожного покрытия, содержащая мобильное транспортное средство с установленными на нем устройством сканирования дорожного покрытия с получением его изображения и устройством обработки результатов сканирования с соответствующим программным обеспечением, отличающаяся тем, что устройство сканирования дорожного покрытия с получением его изображения выполнено в виде тепловизора и дополнительно снабжено зеркалом, установленным с возможностью колебаний с периодом, определяемым из выражения 4 16951 1 2013.04.30 где- ширина полосы дорожного покрытия- диаметр пятна обзора камеры тепловизора К - частота кадров камеры тепловизора. Изобретение относится к измерительным системам и предназначено для обнаружения трещин в асфальтобетонных покрытиях путем получения и анализа теплового отображения поверхности этого покрытия, а именно для автоматизированного обнаружения трещин в асфальтобетонном покрытии на ранних стадиях их возникновения, и последующего устранения дальнейшего разрушения покрытия. Известна лаборатория(Франция), использующая видеосъемки для оценки характеристик дорожной одежды так, как их воспринимает водитель. Система включает цветную видеокамеру с варифокальным объективом, установленную на крыше автомобиля, и регистрирующее устройство - с числовым блоком для определения местоположения снимаемого видеокамерой участка дороги. Система позволяет создать банк изображений, который может быть дополнен любым другим банком дорожных данных 1. Известна лаборатория(Дания) основным элементом системы является цифровая видеокамера, установленная на микроавтобусе в состав системы также входит одометр, компьютерное оборудование и программное обеспечение 1. Однако известные лаборатории оснащены аналоговыми и цифровыми камерами, использующими искусственный и окружающий свет для отображения поверхности асфальта. Они не позволяют выявить многие виды трещин, например белые трещины, которые не дают достаточного контраста, перпендикулярные к оси дороги трещины, трещины шириной менее 2 мм и другие, а также оценить состояние всего асфальтобетонного покрытия по ширине за одну съемку. Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего повысить качество диагностики асфальтобетонного покрытия и снизить стоимость за счет увеличения разрешающей способности устройства и диагностики дорожного полотна по всей ширине за одну съемку. Указанная задача решается за счет того, что в системе диагностики дорожного покрытия, содержащей мобильное транспортное средство с установленными на нем устройством сканирования дорожного покрытия с получением его изображения и устройством обработки результатов сканирования с соответствующим программным обеспечением,согласно изобретению, устройство сканирования дорожного покрытия с получением его изображения выполнено в виде тепловизора и дополнительно снабжено зеркалом, установленным с возможностью колебаний с периодом , определяемым по формуле 4,К где- ширина полосы асфальтобетонного покрытия- диаметр пятна обзора камеры тепловизора К - частота кадров камеры тепловизора. Наиболее приемлемыми способами оценки состояния асфальтобетонного покрытия являются методы неразрушающего контроля. Из-за большой протяженности автомобильных дорог чрезвычайно тяжело и трудоемко выполнять крупномасштабный контроль и оценку состояния асфальтобетонного покрытия. Использование теплового отображения для обнаружения и идентификации трещин на асфальтобетонном покрытии позволяет обнаружить белые трещины, которые не дают достаточного контраста, перпендикулярные к оси дороги трещины, трещины размером 1-2 мм по ширине, которые фактически невозможно обнаружить обычными видеокамерами, и другие. 2 16951 1 2013.04.30 Использование тепловизора и зеркала позволит снизить стоимость и повысить качество обнаружения трещин в асфальтобетонных покрытиях, а применение качающегося зеркала для сканирования поверхности покрытия в зависимости от частоты кадров тепловизора, ширины асфальтобетонного покрытия, диаметра пятна обзора камеры тепловизора позволяет избежать применения 2-3 камер, которые работают параллельно, при контроле за значительной шириной дорожного покрытия. Период колебаниязеркала определяется по формуле 4,К где- ширина полосы асфальтобетонного покрытия- диаметр пятна обзора камеры тепловизора К - частота кадров камеры тепловизора. Сущность изобретения поясняется фигурами. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для диагностики дорожного покрытия, на фиг. 2 изображена функциональная схема устройства для диагностики дорожного покрытия с качающимся зеркалом. Устройство для диагностики дорожного покрытия состоит из мобильного транспортного средства (на фигурах не показано), на котором установлены тепловизор 1, зеркало 2 и устройство 4 обработки результатов сканирования с соответствующим программным обеспечением. При значительной ширине дорожного покрытия 3 зеркало 2 имеет возможность колебаться с периодом . Устройство для диагностики дорожного покрытия работает следующим образом. Устройство устанавливается на мобильное транспортное средство таким образом,чтобы сканирование производилось поперек дорожного покрытия 3. В положении 1 качающегося зеркала 2 изображение дорожного покрытия 3 из области пятна обзора 1 (фиг. 2) попадает в объектив тепловизора 1. Данное изображение в виде кадра теплового отображения фрагмента дорожного покрытия 3 фиксируется в памяти тепловизора 1. Перемещение качающегося зеркала 2 в положение 2 позволяет передать в тепловизор 1 изображение с участка дорожного покрытия 3 пятна обзора 2, которое фиксируется в виде кадра в тепловизоре 1. Таким образом, поворачивая качающееся зеркало 2, можно получить набор кадров теплового отображения всей ширины дорожного покрытия 3. Период колебаний Т зеркала 2 зависит от частоты кадров тепловизора 1, ширины асфальтобетонного покрытия,диаметра пятна обзора камеры тепловизора 1 и определяется следующей зависимостью 4,К где- ширина полосы асфальтобетонного покрытия- диаметр пятна обзора камеры тепловизора К - частота кадров камеры тепловизора. Например при 4 м 0,5 м К 25 кадров/с. Период колебаний зеркала равен 1,28 с. Частота колебаний зеркала равна 0,78 Гц. После получения изображения всей ширины дорожного покрытия 3 устройство перемещается на расстояние, равное диаметру пятна обзора камеры тепловизора 1, вдоль дорожного покрытия 3, и процедура сканирования и регистрации теплового отображения дорожного покрытия 3 повторяется. Полученное изображение дорожного покрытия 3 передается в устройство обработки результатов сканирования 4. Целью обработки результатов сканирования являются выявление и идентификация теплового отображения трещин на кадрах теплового отображения дорожного покрытия 3 и, соответственно, фиксация наличия трещин на дорожном покрытии 3. 16951 1 2013.04.30 Источники информации 1. Леонович И.И., Богданович С.В., Голубев В.В. др. Диагностика и управление качеством автомобильных дорог Учебное пособие / Под ред. И.И.Леоновича. - Минск БНТУ,2002. - С. 199. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4