| 【中文题名】 | 基于激光的路面平整度自动检测系统研究与实现 |
| 【英文题名】 | Research and Development of the Pavement Roughness Auto Detection System Based on Laser |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-10 |
| 【中关键词】 | 平整度,数据传输,信息处理,中断,, |
| 【英关键词】 | roughness,data transfer,information processing,interrupt, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>采用各种新技术的自动检测系统 |
| 【论文摘要】 |
路面平整度是路面评价及路面施工验收中的一个重要指标。路面平整度直接影响车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用期限。路面平整度的检测能为决策者提供重要的信息，使决策者能为路面的维修、养护及翻修等做出优化决策；另一方面，路面平整度的检测能准确地提供路面施工质量的信息，为路面施工提供一个质量评定的客观指标。目前路面平整度检测主要仪器有3 m直尺和连续式平整度仪等，这些仪器受长度和速度的限制，难以反映较高车速下较长波长路面的颠簸和起伏，检测效率低、速度慢、机械配置庞大而笨重、测量精度差、再现性差等问题。
本文构建了由激光传感器、加速度传感器、旋转编码器、AC4071计数卡、CAN总线卡、高精度A／D转换卡及工业控制计算机等组成路面平整度自动检测系统平台，并根据检测车工作的实际环境，进行系统功能、逻辑结构、供电电路、接口电路及其设备安装的设计；采用RC滤波电路对检测传感器信号进行了滤波，然后对滤波后的信号进行了标定，通过回归方程确定出线性关系曲线；
其次，根据汽车振动理论，分析了路面检测的波长范围与采样间隔，并对国际平整度指数和颠簸累计量算法进行了阐述；
再次，采用旋转编码器和AC407... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-9 |
|
第1章 绪论 |
9-15 |
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1.1 引言 |
9 |
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1.2 路面平整度自动检测技术综述 |
9-14 |
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1.2.1 路面平整度自动检测的关键技术 |
9-11 |
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1.2.2 国外研究现状 |
11-12 |
|
1.2.3 国内研究现状 |
12-14 |
|
1.3 研究的目的与意义 |
14 |
|
1.4 课题来源与本文的主要内容 |
14-15 |
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第2章 系统设计 |
15-26 |
|
2.1 路面平整度简介 |
15-16 |
|
2.2 系统设计设计与组成 |
16-18 |
|
2.2.1 系统功能设计 |
16-17 |
|
2.2.2 系统组成 |
17-18 |
|
2.3 系统平台设计 |
18-24 |
|
2.3.1 系统平台构成 |
18-19 |
|
2.3.2 传感器的选用及其工作原理 |
19-20 |
|
2.3.3 传感器信号的滤波与标定 |
20-22 |
|
2.3.4 供电电路设计 |
22-23 |
|
2.3.5 接口电路的设计 |
23-24 |
|
2.3.6 设备安装设计 |
24 |
|
2.4 本章小结 |
24-26 |
|
第3章 平整度算法研究 |
26-33 |
|
3.1 路面测量的波长范围与采样间隔 |
26 |
|
3.2 国际平整度指数算法 |
26-31 |
|
3.2.1 国际平整度试验 |
27-28 |
|
3.2.2 国际平整度指数算法 |
28-29 |
|
3.2.3 测点的预处理与系数矩阵 |
29-31 |
|
3.3 颠簸累计值算法 |
31-32 |
|
3.4 本章小结 |
32-33 |
|
第4章 系统软件设计与实现 |
33-68 |
|
4.1 系统总体设计方案 |
33-34 |
|
4.1.1 系统实现过程 |
33 |
|
4.1.2 系统总体设计任务 |
33-34 |
|
4.2 地理信息设置模块 |
34-36 |
|
4.2.1 公路里程桩定位参照系统 |
34-35 |
|
4.2.2 地理信息设置模块界面 |
35-36 |
|
4.3 速度与距离检测模块 |
36-41 |
|
4.3.1 AC4071计数板卡介绍 |
36-37 |
|
4.3.2 8254芯片控制字设置 |
37-40 |
|
4.3.3 速度和距离的检测 |
40 |
|
4.3.4 中断信号控制 |
40-41 |
|
4.4 CAN总线通讯模块 |
41-47 |
|
4.4.1 CAN总线通讯概述 |
41-42 |
|
4.4.2 CAN总线报文格式及其通信协议 |
42-45 |
|
4.4.3 CAN总线通讯流程 |
45-47 |
|
4.4.4 上位机与下位机的通讯过程 |
47 |
|
4.5 下位机采样与处理模块 |
47-53 |
|
4.5.1 PCM-5112A/D板卡介绍 |
47-49 |
|
4.5.2 A/D变换 |
49-51 |
|
4.5.3 中断采样及其实现过程 |
51-53 |
|
4.5.4 两次采样间隔时间的获取 |
53 |
|
4.6 平整度信息处理模块 |
53-57 |
|
4.6.1 CAN信息帧的解算 |
53-54 |
|
4.6.2 振动量的计算 |
54-55 |
|
4.6.3 国际平整度计算流程图 |
55-57 |
|
4.7 平整度数据曲线显示模块 |
57-61 |
|
4.7.1 CurveDevice类的介绍 |
57-58 |
|
4.7.2 类内部的数据记录维护机制 |
58-59 |
|
4.7.3 平整度数据显示实现 |
59-61 |
|
4.8 数据库管理模块的设计与实现 |
61-66 |
|
4.8.1 路面平整度数据库的设计 |
61-64 |
|
4.8.2 数据库的连接方式 |
64-65 |
|
4.8.3 数据的存储 |
65 |
|
4.8.4 数据的查找和删除 |
65-66 |
|
4.9 本章小结 |
66-68 |
|
第5章 实验与结果分析 |
68-77 |
|
5.1 实验方案设计 |
68-70 |
|
5.1.1 实验方案 |
68 |
|
5.1.2 高精度水准仪平整度检测方法 |
68-69 |
|
5.1.3 相关性方程 |
69-70 |
|
5.2 实验结果分析 |
70-76 |
|
5.2.1 数据采集 |
70-72 |
|
5.2.2 重复性分析 |
72-73 |
|
5.2.3 相关性分析 |
73-76 |
|
5.3 本章小结 |
76-77 |
|
第6章 总结与展望 |
77-79 |
|
6.1 研究内容总结 |
77-78 |
|
6.2 工作展望 |
78-79 |
|
参考文献 |
79-82 |
|
致谢 |
82-83 |
|
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目 |
83 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385411 |
