具体实施方式

本实施例中采用了如图2所示的沥青公路微破损修复车来实施本实施例中的修复沥青公路微破损的方法，如图所示，该沥青公路微破损修复车包括车体1、双摄像头12和修路机器人系统，车体1上设有车厢，车厢后开设有车门，双摄像头12分别位于车门上方的左右两侧，为监测路面情况提供双目视觉。车厢内设有与双向摄像头相连的车载计算机14，双摄像头12将路面破损的信息输入车载计算机14，操作者可以利用车载计算机14依靠外部载入的算法程序对路面破损进行三维建模确定破损处的位置和大小，还通过车载计算机14指挥修路机器人系统的各执行机构动作，以完成沥青公路微破损修复，可以通过单独操作各个执行机构，也可以通过编程来进行自动工作。

如图3所示，修路机器人系统位于车厢内，包括限位结构和修复机构，车载计算机14旁安装有车载电源，为修路机器人系统供电。限位结构包括第一级导轨2、第二级导轨3、换向器23，第一级导轨2设有两根，且两根第一级导轨2平行设置，位于两根第一级导轨2的中间设有第一级丝杠丝杆机构21。第一级丝杠丝杆机构21上方设有第一底盘22，第一级丝杠丝杆机构21驱动第一底盘22沿第一级导轨2做来回的直线运动，在第一底盘22的表面设有两根垂直于第一级导轨2的第二级导轨3，第一底盘22的表面设有第二级丝杠丝杆机构31，第二级丝杠丝杆机构31上设有第二底盘32，第二级丝杠丝杆机构31驱动第二底盘32沿第二级导轨3做直线运动。第一级和第二级丝杠丝杆机构31均采用伺服电机精准控制丝杆的旋转从而控制各自丝杠上的第一底盘22和第二底盘32的运动。如图中所示，第一级丝杠丝杆机构21通过换向器23和第一伺服电机24传动连接，从而节约整体的安装空间，另外如图中所示，盛放液压油的液压油箱5和用于盛放沥青的沥青料箱6均紧凑的布局在车厢内，车厢外的车体1上还开设有与沥青料箱6连通的沥青装料口13，方便沥青的补充。

如图4所示，第二底盘32上安装有码盘321和减速伺服电机322，结构臂的一端铰接在第二底盘32，减速伺服电机322的输端与该端的结构臂固定连接，进而可以驱动结构臂绕铰接点旋转。结构臂的自由端与修复机构背向地面的一端固定连接，修复机构的中轴线垂直于结构臂的中轴线，于是结构臂向外旋转时也带动了修复机构转向地面，并且使得修复机构朝向地面的一端相较于结构臂更接近地面。

如图5所示，修复机构包括一液压缸体7，该液压缸体7为中空圆柱体，且在液压缸体7内部沿径向方向从内到外同心的被分割为三个相互独立的，且横截面为环形的缸室，而最内部的中心处则留有一贯通的安装空间，三个缸室内由外到内分别设有外活塞71、中活塞72和内活塞73，外活塞71的一端与液压缸体7最外侧缸体配合，另一端穿过最外侧的缸体露在液压缸体7外；中活塞72的一端与液压缸体7中间的缸室配合，另一端穿过中间的缸室露在液压缸体7外；内活塞73的一端与液压缸体7的内缸室配合，另一端穿过内的缸室露在液压缸体7外；外活塞71和中活塞72伸出液压缸体7外的部分均为环形的末端压头，内活塞73伸出液压缸体7外的部分则是已一圆柱形中空安装部，它们从外到内依次嵌套并且相互间滑动配合。车体1内还设置有与液压油箱5连通的液压泵52，液压泵52分别通过软管与各个缸室连通，通过向各个缸室内泵入液压油或抽出液压油驱动各活塞在液压缸体7内上下运动，进而驱动与各活塞连接的末端压头上下运动，实施对已经填补的微破损路面的压实，本实施例中采用一个液压泵52配合液压分配器51来实施对每个腔室分别泵入和抽出液压油。

中空安装部的中心空心处固定的安装有空心舵机机体74，空心舵机机体74呈圆柱体，空心舵机机体74的腔室内转动连接有舵机转子76。空心舵机机体74通过穿过安装空间的电源线与车载电源连通，当启动舵机机体时，舵机转子76在空心舵机机体74的驱动下可顺时针和逆时针旋转。中空安装部朝向地面一端为卡接的缸盖75，用于固定空心舵机机，增加空心舵机机的稳定性，同时方便拆卸。

如图6所示，舵机转子76上开有两个通孔，一个为风洞761，另一个为出料口762，风洞761和出料口762位于舵机转子76轴线的两侧。舵机转子76朝向安装空间内的一端上固设有风机77，风机77的出风口通向风洞761，通过穿过安装空间的电源线与车载电源连通，同时风机77内还设有加热空气用的电热丝，风机77可被控的在强冷风模式和高温热模式间切换，即在风起启动时开始或关闭电热丝发热。缸盖75上开设有与风洞761等大的第一孔洞以及与出料口762等大的第二孔洞，第一孔洞与第二孔洞的位置设置使得他们可以与风洞761和出料口762相互配合，也就是说，风洞761可在随着舵机转子76转动至与第一孔洞同轴，同时出料口762也与第二孔洞同轴。启动电源，空心舵机机体74驱动舵机转子76旋转，舵机转子76转至将风洞761与缸盖75的第一孔洞重合，当风机77以强冷风模式对路面破损处进行吹洗，清除杂质碎屑；出料口762通过穿过安装空间的管路连至沥青料箱6，沥青料箱6上安装有供料泵61，于是沥青料箱6可通过供料泵61向出料口762提供沥青料，在沥青料流出填补路面破损的坑洞后，再次将舵机转子76转动使风洞761与缸盖75的孔洞重合，切换至风机77的高温热模式对沥青进行烘烤。本例中舵机转子76的旋转量为逆时针或顺时针旋转90度，启闭闭风洞761及出料口762时的旋转方向相反。

本实施例中的修复沥青公路微破损的方法流程基本如图1所示，具体为：

②在标准标定厂房内完成单个摄像头的标定，建立摄像头图像像素和标准场景位置点之间的联系。

空间点p(X_w,Y_w,Z_w)与摄像头内投影点p’(u,v)的关系为：

其中，s为比例因子，dX、dY表示像素在x轴和y轴方向上的物理尺寸，(u₀,v₀)是图像的中心点坐标，f为焦距，R₁为摄像头坐标系转换为现实坐标系的旋转矩阵，T₁为摄像头坐标系转换为相机坐标系的平移向量。

完成摄像头标定后得到左右双摄像头参数R_l，T_l和R_r，T_r，随后需要进行双目标定，以确定双摄像头的结构参数R₂和T₂，可用以下公式获得：

得到：

以上参数标定结束后，双摄像头具有识别路面上空间点位置参数的能力。

③.当沥青公路微破损修复车行驶至路面破损处附近，双摄像头根据拍摄的画面，依照以下

公式，可对路面破损进行三维重建：

其中，(x,y,z)为空间点在摄像头坐标系的空间坐标，f_l、f_r分别为左右摄像头的焦距，(X_l,Y_l)为空间点在左摄像头画面中的像素点位置，(X_r,Y_r)为空间点在右摄像头画面中的像素点位置。

③.得到路面破损处的三维空间坐标后，加载在车载计算机内的修路机器人控制系统即可根据坐标指引，首先打开车厢后门，控制修路机器人系统从折叠状态展开如图4所示的状态；而后，车载计算机再根据路面破损处的三维空间坐标发出指令，使第一底盘沿第一级导轨运动，第二底盘沿第二级导轨运动，从而将修复机构移动至路面破损处上方；紧接着，车载计算机发出指令控制修复机构做以下动作：

舵机转子转至将风洞与缸盖上预留的孔洞重合，风机打开，以强冷风模式对路面破损处进行吹洗，清除杂质碎屑等。而后风机关闭，供料泵打开，沥青从出料口流出，填补路面破损坑洞一部分。随后风机打开，以高温热风模式烘烤已填部分沥青的坑洞。烘烤结束后风机关闭，舵机转子转90°，关闭风洞和出料口。然后液压分配器将液压油分配给液压缸体控制内活塞的独立缸室，液压泵工作，推动内活塞对已填部分沥青的坑洞进行第一步压实。

④.第一步压实结束后，舵机转子反转90°，打开风洞和出料口，然后供料泵打开，沥青从出料口流出，再填补路面破损坑洞的一部分。随后风机打开，以高温热风模式烘烤已填沥青的坑洞。烘烤结束后风机关闭，舵机转子转90°，关闭风洞和出料口。车载计算机通过双摄像头的时实勘测，通知液压分配器将液压油分配给液压缸体控制内活塞的独立缸室或控制内、中活塞的独立缸室，随后液压泵工作，推动所作用活塞对已填部分沥青的坑洞进行下一步压实。车载计算机通过双摄像头的时实勘测，可以掌握当前需要压实的面积，当需要压实的面积较大时，通过相应的液压缸可让两个环形压头也参与压实，以扩大每次压实的面积。

⑤.重复以上过程，直至路面微破损坑洞被完全修复。车载计算机发出指令控制修路机器人系统从展开状态恢复折叠状态，关闭车厢门，修复沥青公路微破损的方法即可驶离作业处，去往下一个作业处。

本实施例中车载计算机对各执行机构的控制，如伺服电机、减速伺服电机、风机、液压泵、液压分配器、供料泵和空心舵机机体的控制及相应的执行电路等，均为现代自动控制领域中常见的基础控制技术手段，本领域技术人员均十分熟知，在此不做赘述。

以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。