车载式路面平整度检测系统的设计与研究

论文摘要

路面平整度是评价公路,特别是高速公路技术性能最重要的指标之一,如何对其进行快速精确的测量是当前一个十分重要的课题。随着传感器技术的发展,采用非接触式检测方法的车载式路面平整度仪由于其高速率,长距离,精度高等特点成为路面平整度检测技术的发展方向。因此,本文对车载式路面平整度仪进行了设计和实验研究。首先,介绍了平整度的定义和国内外的发展现状,以及路面平整度检测技术的发展方向。引入公路平整度检测中使用最广泛的评价指标—国际平整度指数IRI,围绕其基本定义、算法和性质开展了具体研究。在上述研究基础上,设计了基于激光测距技术的车载式路面平整度检测系统。设计工作主要包括：指标要求分析；路面高程、车载平台垂直振动和纵向位移测量方法的研究；传感器参数的分析和选择；里程显示控制系统的设计；以及数据的采集和处理等。利用室内振动平台,对上述检测系统在不同正弦激励下IRI与频率、振幅之间的关系进行了实验研究,并分析了加速度传感器修正平台振动的效果。最后,在室外道路上进行了车载式平整度检测系统的重复性实验；车速对测量结果影响的实验；以及与标准检测仪器的相关性分析实验。实验结果表明,检测系统性能稳定、可靠,且具有很好的实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 平整度定义
• 1.2.2 国内外常用的检测仪器
• 1.3 本文的主要研究工作
• 1.4 本章小结
• 2 路面平整度评价指标的研究
• 2.1 国际平整度指数IRI提出的背景
• 2.2 国际平整度指数的定义与计算
• 2.3 IRI对平整度检测仪传感器的检测波长要求
• 2.4 本章小结
• 3 系统的总体设计
• 3.1 主要指标要求
• 3.2 方案设计
• 3.2.1 路面高程的测量
• 3.2.2 车载平台振动位移的测量
• 3.2.3 纵向位移的测量
• 3.3 系统组成和设计
• 3.3.1 里程显示控制系统
• 3.3.2 激光位移传感器
• 3.3.3 加速度传感器
• 3.3.4 数据采集卡
• 3.4 数据采集和处理
• 3.5 本章小结
• 4 系统的实验研究
• 4.1 传感器标定实验
• 4.2 振动平台上的模拟实验
• 4.2.1 实验装置
• 4.2.2 实验结果
• 4.2.3 实验分析
• 4.3 平整度检测系统的整机性能实验
• 4.3.1 检测性能指标
• 4.3.2 重复性实验
• 4.3.3 检测速度影响实验
• 4.3.4 标定实验和相关性分析
• 4.4 本章小结
• 5 总结
• 致谢
• 参考文献