Laser Pengukur Keamanan Permukaan Jalan Raya

Diposting pada

Sebuah garis kustom laser dan CMOS berbasis sistem pencitraan 3D mengukur permukaan jalan raya.

Dengan Cor Maas

Analisis permukaan jalan raya dilakukan oleh kontraktor dan departemen negara bagian dan federal transportasi sebagai bagian dari keselamatan dan pemeriksaan kualitas jalan baru dan sebagai bagian dari penilaian persediaan jalan raya yang ada.

Kelancaran dari permukaan jalan banyak aspek dampak perjalanan dengan jalan raya. Misalnya, terlalu banyak permukaan varians dari norma dapat mengakibatkan naik merata, memakai kendaraan meningkat, seumur hidup permukaan jalan diperpendek, dan masalah keamanan. Memproduksi permukaan jalan yang benar dapat mempengaruhi sebanyak 5% dari kontrak bernilai jutaan dolar paving.

Prosedur jalan-permukaan analisis dasar mengukur kelancaran jalan di jalur roda kendaraan sebagai kendaraan uji drive dengan kecepatan jalan raya. Masalahnya adalah rumit oleh kebutuhan untuk membuat pengukuran permukaan bawah kondisi pencahayaan yang tidak terkendali dan pada permukaan yang berkisar dari hitam ke aspal beton putih dalam berbagai kondisi lingkungan.

Di masa lalu, insinyur mengembangkan waktu-of-penerbangan pemancar ultrasonik untuk mengukur kelancaran jalan atau profil, tetapi pada kecepatan perjalanan sistem ini hanya bisa mengumpulkan 1 titik data per kaki. Sistem generasi adalah triangulasi laser yang sensor, yang memantul titik laser tunggal dari jalan dan mengumpulkan data triangulasi yang sama. Menggunakan laser berdenyut pencahayaan dengan sensor membaca-out yang cepat memungkinkan sistem generasi kedua untuk mengumpulkan data setiap milimeter, tapi hanya pada satu titik.

“Sistem single-point bekerja besar pada banyak permukaan, tapi ketika jalan memiliki struktur memanjang, seperti alur untuk traksi yang lebih besar, titik laser akan berjalan masuk dan keluar dari alur sebagai mobil melayang melintasi jalan, menghasilkan tidak bisa diulang data, “jelas Daniel Howe, manajer pasar AS Divisi Transportasi LMI. Jalan aspal memiliki built-in tekstur karena agregat yang digunakan, tapi untuk jalan beton tekstur harus diciptakan. Dalam banyak kasus tekstur yang membujur di alam, yang mengapa masalah ini perlu diselesaikan, khusus untuk Perkerasan Beton American Association.

Lasing the Road

UMTRI baru-baru diuji sensor ROLINE pada kondisi jalan sebagai bagian dari Tes keterulangan ACPA profiler. Sistem ini diposisikan di jalur roda di kendaraan uji dan didorong di bawah kecepatan jalan raya.

Perumahan Sensor mencakup generator StockerYale garis kustom pada 660 nm dengan garis-menghasilkan optik. LMI menggunakan kedua CMOS dan CCD pencitra triangulasi laser sistemnya. Namun, sistem ini menggunakan CMOS imager dioptimalkan untuk dynamic range, antara parameter kepemilikan lainnya, dan optik kustom untuk mengakomodasi perubahan dalam kedalaman fokus saat mobil bergerak naik dan turun sementara perjalanan di atas jalan.

Sebuah on-board FPGA Xilinx membacakan data sensor pada frame rate hingga 3 kHz, sambil memberikan koreksi gambar awal dan pengolahan, seperti berat, waktu sensor, dan lain-mengontrol fungsi kamera. FPGA menyediakan kecepatan pemrosesan tambahan untuk beberapa operasi.

FPGA Xilinx output sinyal digital ke DSP Motorola berdedikasi, yang berjalan milik LMI itu algoritma pengolahan citra. Laser-triangulasi sistem menghasilkan informasi ketinggian sepanjang sumbu z dengan memproyeksikan garis laser yang datar ke permukaan, mengumpulkan gambar garis, dan mengukur garis pembelotan dari norma horisontal. Ketika benar dikalibrasi dan dipasang di lokasi stand-off yang benar, jarak garis bervariasi dari norma langsung diterjemahkan ke ketinggian permukaan pada saat itu.

Untuk keperluan pengujian, data sensor ROLINE dijalankan melalui algoritma jembatan-tinggi yang menyaring titik data untuk menghasilkan sebuah “cerdas” berarti rata-rata ketinggian titik kontak ban. LMI yang Howe mengatakan, “Sementara kita memiliki algoritma menjembatani dasar tertanam di sensor, sebagian besar OEM kami memilih untuk menerima data profil penuh dan menggunakan pengetahuan dan pengalaman, yang menciptakan algoritma sendiri bridging.

UMTRI Steve Karamihas sedang mencari untuk menguji dan menentukan pendekatan yang terbaik, dan, sekali yang dilakukan, kita dapat menggabungkan algoritma ini ke dalam sensor untuk tugas-tugas komputasi offload dari komputer host OEM untuk sensor itu sendiri. “

Kendaraan-mount sistem yang bergerak memerlukan dua buah tambahan data untuk menghasilkan sebuah peta jalan-permukaan berulang: data pergerakan vertikal dan horizontal pada kendaraan itu sendiri. Dalam hal ini, accelerometer terpasang ke bagian atas kandang sistem untuk mengukur gerakan naik dan turun dari kendaraan, dan alat pengukur jarak (DMI) digunakan untuk mendapatkan jarak perjalanan kendaraan.

OEM profiler produsen menggabungkan sinyal-sinyal dan melalui teknik penyaringan mencapai profil elevasi yang benar dari permukaan perkerasan relatif terhadap jarak. Mesin pembangun profiler proses stream data pada komputer host, berdasarkan berbagai accelerometers DMIS-beberapa optik, beberapa pendekatan yang berbeda mekanik-dan banyak penyaringan dan perangkat lunak.

Speedy Networks

Sistem ROLINE yang ada terutama berkaitan dengan menentukan ketinggian jalan pada suatu titik tertentu dan bagaimana frekuensi gerakan akan berdampak frekuensi alami dari pergerakan vertikal mobil. Masa Depan untuk perbaikan sistem jalan-profiler mungkin termasuk menggunakan beberapa sensor dan sistem jaringan ditingkatkan untuk menyimpan semua perangkat selaras, termasuk Global Positioning System.

Karena ini system profiler diuji tahun lalu, Selcom telah mengembangkan bus milik disebut FireSync untuk input sensor. Ketika beberapa unit dalam suatu sistem yang digunakan, sinkronisasi unit-unit menjadi masalah sulit. Ketika mengemudi di jalan, semua masukan harus sampel dengan cara yang sinkron.

FireSync menggunakan kotak jaringan kontrol khusus dengan proprietary kabel Gigabit Ethernet yang menambahkan kabel kontrol tambahan untuk laser dan jaminan sinkronisasi data dari beberapa sistem. Waktu antara titik data antara sensor dikurangi menjadi kurang dari 1 mikrodetik menggunakan FireSync.

“Para profiler jalan dengan LMI / Selcom ROLINE laser menunjukkan pengulangan jauh meningkat selama armada berlaku profiler jalan,” catatan Karamihas UMTRI itu. “Pengujian dilakukan atas permintaan dari ACPA dan termasuk empat permukaan macrotexture beragam itu, bersama-sama, sangat menantang untuk profiler paling. Aplikasi ini sulit, karena memerlukan pengukuran untuk toleransi ketat di trotoar jalan yang sangat halus dengan tingkat tinggi macrotexture. “

“Ketersediaan laser line untuk profiler jalan adalah perkembangan baru,” kata Karamihas. “Ini akan memberikan kami kesempatan untuk menulis standar baru untuk akurasi yang memastikan relevansi pengukuran kepuasan pengguna akhir-yaitu, kendaraan respon dinamis untuk kekasaran jalan. Karena ROLINE sangat fleksibel dalam cara yang menafsirkan setiap pembacaan, saya harapkan agar kompatibel dengan standar yang relevan yang dikembangkan dalam waktu dekat. “

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *