多激光道路断面测试系统 中科盈恒
目 录
一．主要用途 ................................................................................................................................... 2 二．主要特点 ................................................................................................................................... 3 三．主要技术指标 ........................................................................................................................... 4 四．测试原理 ................................................................................................................................... 5 五．系统组成 ................................................................................................................................... 7 六、系统连接 ................................................................................................................................... 8
6.1 下位机面板介绍 ................................................................................................................ 8 6.2 下位机操作 ........................................................................................................................ 8 七、软件说明 ................................................................................................................................... 9
7.1 软件安装 ............................................................................................................................ 9
7.1.1 采集卡驱动程序安装 ............................................................................................. 9 7.1.2 数据采集程序安装 ............................................................................................... 13 7.2 软件界面介绍 .................................................................................................................. 17 八、软件操作 ................................................................................................................................. 19
8.1 程序参数设置 .................................................................................................................. 20 8.2 系统参数标定 .................................................................................................................. 21
8.2.1 激光信号标定 ....................................................................................................... 22 8.2.2 加速度信号标定 ................................................................................................... 23 8.2.3 距离系数标定 ....................................................................................................... 25 8.3 数据采集 ......................................................................................................................... 26
8.3.1 准备采集 ............................................................................................................... 26 8.3.2 实际数据采集 ....................................................................................................... 26 8.3.3 结束数据采集 ....................................................................................................... 26
九．系统维护 ................................................................................................................................. 27 十．注意事项 ................................................................................................................................. 27
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多激光道路断面测试系统 中科盈恒
一．主要用途
检测路面车辙深度、纵断面、国际平整度指数IRI、平整度标准差σ、行驶质量指数RQI、路面构造深度TD等多种路面性能指标。主要用于： 1．各等级公路、市政道路和机场跑道的路面施工现场控制和路面施工质量
交工、竣工验收
2．为路面养护管理系统（CPMS）、路网普查进行路面车辙深度以及平整度数
据采集
3．为颠簸累积仪等2、3类平整度测试仪进行相关性标定 4．为研究路面谱特性提供原始路面纵断面数据
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多激光道路断面测试系统 中科盈恒
二．主要特点
● 采用瑞典专业道路检测激光传感器 ● 采用美国高精度伺服式加速度传感器
● 断面计算模型完全采用美国密歇根大学（UMTRI）/联邦公路局（FHWA）道路断面测量系统断面合成算法
● 主要技术性能参数超过世界银行46号报告对路面平整度Ι级测试方法的定义，符合美国ASTM E950关于断面仪Ι级标准的要求,测得的指标符合国家路面验收与养护标准规范
● 功能齐全的实时处理软件系统，以等距离方式实时采集、处理、显示和存储测点位置、车速、车辙深度、IRI、σ、RQI及TD等数据
● 测试过程不受仪器装载车动态性能的影响，可以在较大车速范围内（20～100km/h）变换测试车速而不影响测试结果
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多激光道路断面测试系统 中科盈恒
三．主要技术指标
传感器个数 激光传感器：5个
加速度传感器：2个
激光传感器 采样频率：激光传感器I： 64KHz 激光传感器II：16KHz
加速度传感器 最小采样间隔 路面车辙深度报告间隔 IRI报告间隔 断面响应波长 距离测量系统（DMI） 测试速度： 平整度测试等级 国际平整度指数IRI 测试数据
输出格式
偏差：<0.5mm 分辨率：<0.1mm 测量范围：200mm
频率范围：>400Hz
偏差：<2mg 分辨率：<1μg 测量范围：±2.5g
1mm 1m～1000m 10m～1000m <500m
距离检测精度：<0.1%
距离检测分辨率：<1mm
20km/h～100km/h 世界银行Ι级
相关系数R2
（参照精密水准仪）：>0.99
检测范围：0～15m/km 检测重复性：变异系数<2%
纵断面数据 路面车辙深度 国际平整度指标IRI 平整度标准差σ 行驶质量指数RQI
路面构造深度SMTD/PMTD
Excel、ASCII文本文件
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多激光道路断面测试系统 中科盈恒
激光传感器底部到路面净距 300mm
四．测试原理
4.1 车辙测试原理
LAS1 LAS5
LAS2 LAS3 LAS4
车辙测试原理图
如上图所示，5路激光信号射到地面，然后经过采集卡传送到计算机，计算机通过标定系数计算出激光信号到地面的高度，从而获得了道路的断面数据。上面图中的数字分别对应第几路激光。在计算左车辙深度的时候，先从第1路到第3路激光信号中找出最大和最小的两个值，然后作差，这样就得到了左车辙深度。同理，在计算右车辙深度的时候，找出第3路到第5路激光信号的最大和最小值，然后作差，这样得到了右车辙深度。
左车辙深度=MAX(LAS1~LAS3)-MIN(LAS1~LAS3) 右车辙深度=MAX(LAS3~LAS5)-MIN(LAS3~LAS5) 其中LAS1表示第1通道的激光信号，以此类推。
4.2 平整度测试原理
通过激光传感器、加速度传感器和距离传感器，分别测量激光传感器到断面的垂向距离、激光传感器的垂向加速度和沿断面纵向行驶的距离，然后用下面的公式可计算得到断面的高程 （上世纪60年代由美国通用汽车公司的Elson Spangler和William Kelly提出，仍然是目前国际上主要惯性断面类测量仪测量断面的理论基础）：
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