本文關鍵詞： 路面檢測 路面平整度 激光位移傳感器 GPS 陀螺儀 數(shù)據(jù)融合　出處：《長安大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：進入21世紀以來,我國基礎設施建設迅猛發(fā)展。在公路交通方面,隨著大量的高速公路、國道、省道、縣道以及城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路的里程不斷增加,公路驗收和養(yǎng)護管理的工作量也日益繁重。在公路建成驗收和養(yǎng)護維修前,必須對道路狀況進行客觀、準確、快速地檢測與評價,為質(zhì)量管理和養(yǎng)護部門提供檢測數(shù)據(jù)和評價結(jié)果。在公路眾多評價指標中,道路路面平整度占總評價指標評分的20%左右,從而可見平整度是一項最重要的道路評價指標。因此快速準確地獲取不同環(huán)境、不同路況的道路路面平整度就顯得尤為重要。本文介紹了國內(nèi)外平整度檢測技術的發(fā)展現(xiàn)狀,針對目前存在的問題,提出了一種可同時滿足檢測不同波長、可慢速、變速、快速、檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸小型化的道路路面平整度的檢測系統(tǒng)。在使用路面縱斷面分析平整度時,為了實現(xiàn)縱斷面的全波段檢測,本文將路面波長劃分為大波長和小波長,通過信息融合處理技術,實現(xiàn)了路面縱斷面的全波段檢測。同時分析了國際平整度的波長響應,通過響應曲線可知國際平整度對檢測設備的檢測波長的要求。為了能慢速、變速和快速檢測道路路面平整度,本文運用基于小步長的基準傳遞原理的非慣性縱斷面檢測理論檢測路面縱斷面小波長,在道路路面縱斷面大波長檢測中采用GPS高程數(shù)據(jù)和陀螺儀高程數(shù)據(jù)融合的方法,實現(xiàn)了大波長的精確檢測。在路面縱斷面小波長和大波長融合之前,首先,對路面縱斷面小波長進行了去除路面趨勢項處理以及對多數(shù)據(jù)段拼接問題提出了信號局部基準調(diào)整的自適應方法,利用此方法得到平滑和精確的路面縱斷面小波長曲線。其次,對GPS差分測量系統(tǒng)以及陀螺儀測量系統(tǒng)采用卡爾曼濾波算法,發(fā)揮各自的優(yōu)點,利用此方法得到精確的路面縱斷面大波長曲線。最后,將路面縱斷面小波長曲線和大波長曲線進行疊加,得到路面縱斷面曲線,以此來分析計算路面平整度。運用以上檢測技術,搭建了軟件和硬件實驗平臺,在室外道路上進行了低速下的平整度檢測系統(tǒng)的重復性實驗,以及與水準儀的相關性分析實驗。實驗結(jié)果表明.檢測系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠，且具有很好的實用價值。
[Abstract]:Since 21th century, the infrastructure construction of our country has developed rapidly. In the aspect of highway traffic, with a large number of highways, national highways, provincial roads, county roads, as well as urban and township roads mileage continues to increase. The workload of highway acceptance and maintenance management is also increasingly heavy. Before the completion, acceptance and maintenance of highway, the road condition must be detected and evaluated objectively, accurately and quickly. For quality management and maintenance departments to provide testing data and evaluation results. Among the many evaluation indicators, road pavement smoothness accounts for about 20% of the total evaluation index score. Thus visible smoothness is one of the most important road evaluation indicators. Therefore, different environments can be obtained quickly and accurately. Different road conditions of road surface smoothness is particularly important. This paper introduces the development of domestic and foreign flatness detection technology, aiming at the existing problems, a new method can meet the different wavelengths of detection at the same time. Low speed, variable speed, fast, detection system structure size miniaturization of road pavement smoothness detection system. In the use of pavement longitudinal section analysis of smoothness, in order to achieve longitudinal section of the full band detection. In this paper, the road surface wavelength is divided into large wavelength and small wavelength. Through the technology of information fusion, the full-band detection of pavement longitudinal section is realized. At the same time, the wavelength response of international smoothness is analyzed. Through the response curve to know the international smoothness of the detection equipment detection wavelength requirements. In order to be able to slow speed and rapid detection of road surface smoothness. In this paper, the theory of non-inertial longitudinal section detection based on the principle of reference transfer with small step size is used to detect the small wavelength of road profile. The GPS height data and gyroscope height data fusion method are used to realize the accurate detection of large wavelength in road surface profile detection. Before road profile profile small wavelength and large wavelength fusion, first of all. In this paper, the small wavelength of longitudinal section of road surface is removed and the adaptive method of signal local reference adjustment is proposed for multi-data segment splicing. Using this method to obtain smooth and accurate road profile small wavelength curve. Secondly, the GPS differential measurement system and gyroscope measurement system using Kalman filter algorithm to play their advantages. Finally, the small wavelength curve and the large wavelength curve are superposed to get the profile curve. To analyze and calculate the smoothness of the road surface. Using the above detection technology, the software and hardware experimental platform is built, and the repeatability experiment of the low speed roughness detection system is carried out on the outdoor road. The experimental results show that the performance of the system is stable, reliable and has good practical value.
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U416.06;TP274

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本文編號：1462302