一种道路边沟淤积检测系统和装置的制作方法

1.本实用新型涉及道路边沟检测，尤其涉及一种道路边沟淤积检测系统和装置。


背景技术：

2.边沟是指设置在挖方路基路肩外侧及低填方路基地脚外侧的纵向人工沟渠，为汇集和排除路面、路肩及边坡的降水，在道路两侧设置的纵向水沟，是道路路界地表排水设施的组成部分，是坡面排水的设施之一，是道路排水系统不可缺少的一部分，是连接路基边坡与路外侧部分的枢纽，充当沟通的“桥梁”，在维持路基稳定性和丰富地形景观效果等多方面都起到了极为重要的作用。夏季降雨频繁、降水强度大，垃圾和泥沙容易淤积边沟，导致边沟排水不畅通，影响交通安全和道路使用寿命，因此每到雨季，各道路养护单位务必组织人员专门针对道路边沟淤积情况进行摸底排查，加强对道路边沟集中清理工作，及时的解决边沟泥沙淤积问题，消除雨天路面上的积水隐患，保障民众出行安全，恢复路容路貌，美化道路坏境。
3.道路淤积工程量的评估是整体道路边沟淤积清理工作的关键，只有基于准确的工程量，才能合理计划清淤费用、人员和设备等的投入情况，而较准确的估算出淤积工程量恰是当前边沟清淤工作的核心难点和痛点。目前，各养护单位都是采用传统人工物理下插的方式，即：掀开边沟盖板，用尖锐的钢筋棍用力插到边沟底部，根据经验法，观察留在钢筋棍上淤积痕迹，判断淤积深度，结合边沟长和宽，粗犷的测算整条路的淤积工程量。即使如此，看似简单的工作，想要测算的工程量更接近实际值，需要增加人工选测的点位，一条路要经过掀盖板、试测淤积深度、记录、合盖板、计算等反复十几次，甚至几十次，且所有过程都是基于人工完成，受到人为随机性因素的影响，选测点位越多，计算量就越大，其效率低、准确性差、人工成本高、数据难留痕，无法进行系统性的评估。
4.因而现有的道路边沟淤积检测领域存在不足，还有待改进和提高。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种道路边沟淤积检测系统和装置，能够解决背景技术提到的技术问题。
6.为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
7.一种道路边沟淤积检测系统，包括：距离传感模块、定位模块、摄像模块和集中模块；
8.所述距离传感模块，用于获取距离传感模块垂直向下与遮挡物之间的距离，并将距离数据传送到所述集中模块中；
9.所述定位模块，用于获取系统当前位置数据，并将所述位置数据传送到所述集中模块中；
10.所述摄像模块，用于获取边沟影像信息，并将所述影像信息传送到所述集中模块中；
11.所述集中模块，用于将接收到的距离数据、位置数据、影像数据发送到服务器中。
12.优选的所述的道路边沟淤积检测系统，所述集中模块与服务器之间通过有线或无线网络连接。
13.优选的所述的道路边沟淤积检测系统，所述距离传感模块为激光测距传感器。
14.优选的所述的道路边沟淤积检测系统，所述定位模块为gps定位装置和/或北斗定位装置。
15.优选的所述的道路边沟淤积检测系统，所述集中模块为mcu。
16.优选的所述的道路边沟淤积检测系统，所述摄像模块为小蚁运动相机。
17.优选的所述的道路边沟淤积检测系统，还包括可拆卸电源，用于对所述距离传感模块、所述定位模块、所述摄像模块和所述集中模块供电。
18.优选的所述的道路边沟淤积检测系统，所述集中模块，还用于在装载淤积计算软件的情况下，基于所述距离数据和边沟基础参数进行边沟淤积计算。
19.一种道路边沟淤积检测装置，包括检测头和移动设备，所述检测头装设在所述移动设备上，所述检测头装设有所述的道路边沟淤积检测系统。
20.优选的所述的道路边沟淤积检测装置，所述移动设备为四轮载车或遥控汽车。
21.相较于现有技术，本实用新型提供的一种道路边沟淤积检测系统和装置，具有以下有益效果：
22.1)本实用新型提供的道路边沟淤积检测系统，使用摄像模块、距离传感模块、定位模块相结合，能够快速将边沟淤积程度的基础数据获取得到，进而通过集中模块发送到服务器进行淤积判断，进而制定相应的除淤方案，方便快捷，大大减少了人工参与，降低资源浪费；
23.2)本实用新型提供的道路边沟淤积检测系统，集中模块既可以进行边沟中淤积量的计算，方便快捷，只要使用本领域公知的计算方式即可得到边沟中的淤积量，无论是载通过服务器制定相应的除淤方案，还是其他制定除淤方案的策略，都可以满足，方便快捷。
附图说明
24.图1是本实用新型提供的道路边沟淤积检测系统结构框图；
25.图2是本实用新型提供的道路边沟淤积检测系统在实施中一种实施结构执行检测任务图；
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
27.本领域技术人员应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述是本实用新型的示例性和说明性的具体实施例，不意图限制本实用新型。
28.本文中术语“包括”，“包含”或其任何其他变体旨在覆盖非排他性包括，使得包括步骤列表的过程或方法不仅包括那些步骤，而且可以包括未明确列出或此类过程或方法固有的其他步骤。同样，在没有更多限制的情况下，以“包含...一个”开头的一个或多个设备
或子系统，元素或结构或组件也不会没有更多限制，排除存在其他设备或其他子系统或其他元素或其他结构或其他组件或其他设备或其他子系统或其他元素或其他结构或其他组件。在整个说明书中，短语“在一个实施例中”，“在另一个实施例中”的出现和类似的语言可以但不一定都指相同的实施例。
29.除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。
30.请参阅图1
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图2，本实用新型提供一种道路边沟淤积检测系统，包括：距离传感模块1、定位模块2、摄像模块3和集中模块4；具体的，所述距离传感模块1、所述定位模块2、所述摄像模块3分别与所述集中模块4连接，具体实现下述操作；在具体使用的时候，所述检测系统按照预定高度从道路边沟上方经过即可实现检测，边沟上的盖板有等间距的空隙，检测边沟内的淤积是通过前述中的空隙进行检测；
31.所述距离传感模块1，用于获取距离传感模块1垂直向下与遮挡物之间的距离，并将距离数据传送到所述集中模块4中；优选的，所述距离传感模块1包括激光测距传感器或雷达装置，垂直向下发送相应的激光或电磁波，基于激光或电磁波的特性，对外输出接触在垂直方向上，所述距离传感模块1与最接近的障碍物的距离；例如，以雷达装置为例，在所述检测系统在道路边沟的上方检测时，雷达装置垂直向下发送并接收电磁波，根据电磁波被发送和接收的时间差得到雷达装置与障碍物之间的距离，在此种情形下，障碍物为两种：一种是边沟盖板，另一种是边沟内的淤积物，能够检测到边沟内的淤积物是通过盖板上的空隙进行得到。
32.所述定位模块2，用于获取系统当前位置数据，并将所述位置数据传送到所述集中模块4 中；
33.所述摄像模块3，用于获取边沟影像信息，并将所述影像信息传送到所述集中模块4中；
34.所述集中模块4，用于将接收到的距离数据、位置数据、影像数据发送到服务器中。在本实施例中，所述集中模块4将接收到的距离数据、位置数据、影像数据均发送到服务器中，服务器主要计算道路边沟的淤积量，进而分配除淤方案。其中，对于距离数据的使用，是计算淤积的关键，具体为：检测系统在匀速移动过程中，距离传感模块1和摄像模块3实时垂直向边沟盖板拍摄，得到淤积物顶端于边沟底部的高差h，进而求出淤积物的体积(即淤积工程量)。体积计算公式为：v＝l*w*h(为本领域公知的体积计算公式)，其中公式中w是边沟本身的宽度值已知；l约是边沟盖板两个缝隙间的长度(如图2所示l1、l2)，边沟盖板规格尺寸均是按照标准规范生产，因此也是已知值，由此可见，我们只要测出淤积物的高度，即可求出淤积物体积量。当前有三个高度测量过程中涉及三个高度值，分别是：检测终端到边沟盖板高度h1(可以为所述距离传感模块1检测到的自身与边沟盖板之间的距离，也可以是根据所述检测系统安装的位置确定的基础参数)、边沟深度h、激光透过盖板两个相邻阴影间缝隙时测量到淤积物上侧的高度h2(为所述距离传感模块1检测到的自身与边沟淤积之间的距离)，那么由图2可见，淤积物深度h＝h1+h
‑
h2。具体的，如何分辨检测到的距离是 h1还是h2，可以根据与设定好的所述检测系统安装的位置确定的基础参数。
35.当然，前述公式计算得到的是一段盖板下的淤积量，当计算整段边沟的淤积量时，需要的公式为：
[0036][0037]
其中，v为单路条件下边沟淤积量；n为激光探测淤积物顶端的总次数(以道路为单位)； l为边沟盖板阴影部分(即非空隙)的长；h1为检测终端到边沟盖板高度；h为边沟深度；h2为检测终端到淤积物顶端的高度。
[0038]
作为优选方案，本实施例中，所述集中模块4与服务器之间通过有线或无线网络连接。具体的，所述有线连接包括使用相应模块的通信协议以及通信接口，具体不做限定，所述无线网络连接包括蓝牙、wifi、互联网等。所述距离传感模块1为激光测距传感器。激光测距传感器：采用摩天l系列高精度单点激光测距传感器，对目标物体的高感知达到毫米级的精度及分辨率(精度
±
1mm，分辨率1mm)、40米量程，ip54防水，满足需求。所述定位模块 2为gps定位装置和/或北斗定位装置。gps定位装置：holux gr
‑
215gps接收器可以记录时间以及坐标，根据时间信息匹配影像，赋予gps坐标。所述集中模块4为mcu (microcontroller unit，微控制单元)。所述集中模块4主要的作用是将接收到的数据集中发送到服务器，通过服务器的计算软件得到边沟的淤积量，进而能够做出适合的除淤方案。所述摄像模块3为小蚁运动相机。小蚁运动相机：机身设计小巧轻的，独有的h.264高保真专业蓝光编码和超强的防抖功能，无论是在颠簸的路上还是快速运动的中，小蚁运动相机都能够轻松记录运动过程中的每一个细节和清晰的画面。通过相机视频画面，查看激光gps坐标点，与实际边沟位置图形的同步情况。具体的，在实际操作中，可以根据各设备的尺寸和形状，设计检测终端集成盒子，通过3d打印技术自主打印；将gps设备、激光设备、相机按照设计好的集成盒子，固定好位置，用螺丝将集成盒子盖封住形成一个检测终端整体。
[0039]
作为优选方案，本实施例中，所述检测系统还包括可拆卸电源，能够实现便携更换，用于对所述距离传感模块1、所述定位模块2、所述摄像模块3和所述集中模块4供电。优选的，所述可拆卸电源为便携式移动电源：采用纽曼户外220v移动电源，具备usb输出和220v 交流电输出，可随时为手机、笔记本等设备充电。精英版300w输出、85800毫安容量，可持续为笔记本计算机充电12小时以上。
[0040]
作为优选方案，本实施例中，所述集中模块4，还用于在装载淤积计算软件的情况下，基于所述距离数据和边沟基础参数进行边沟淤积计算。优选的，在本实施例中，所述集中模块4为移动计算机，即笔记本电脑pc，pc电脑端win8或win10操作系统，安装相机的客户端，通过客户端接口实时观看边沟影像。同时安装运算软件(为相应的计算功能，使用的计算过程为本领域的常用技术方案，即上述中使用距离数据的过程)，通过软件实现淤积量计算。
[0041]
相应的，本实用新型还提供一种道路边沟淤积检测装置(未示图)，包括检测头和移动设备，所述检测头装设在所述移动设备上，所述检测头装设有所述的道路边沟淤积检测系统。所述移动设备为四轮载车或遥控汽车。一般情况下，所述四轮载车需要推动执行检测，所述遥控汽车可遥控前进执行检测任务，当然，遥控的方式可以为现场遥控，也可以是服务器遥控，还可以是使用能够进行计算功能的集中模块4进行控制，遥控的技术方案，本实用新型不做限定，使用本领域的现有技术即可。
[0042]
在具体实施中，将集成好的检测系统终端和电源固定到四轮载车上，将激光设备
和gps 定位设备调整精度标定；同时使所述集中模块4与服务器互联互通，完成道路边沟淤积工程量检测系统的集成。当然，在所述集中模块4为移动计算机时，可以仅使用移动计算机进行计算即可。
[0043]
作为道路养护企业的科技研发单位，用科技信息化手段提升道路养护效率是我们的职责。由于当前市场上购买不到专门用于边沟淤积的检测设备，因此，基于“满足需求、经济实用”的原则，对现行市场上成熟的定位设备、采集设备和测量设备进行自主集成创新，并研发配套的道路边沟淤积检测软件，将多源数据进行整合处理，实现道路边沟淤积情况的自动检测、识别与计算，提升效率，节约成本。
[0044]
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。