CN116295227A - 一种路面平整度检测的方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及路面检测技术领域,具体涉及一种路面平整度检测的方法、系统及存储介质。
背景技术
面对规模庞大的道路网络,由于道路维修养护预算有限,如何快速精准排查需要养护的路段并从中识别亟需优先养护的路段,是一个非常重要的问题。
路面平整度是评价路面质量、道路服役状态的一个重要技术指标,会影响通行车辆的乘坐舒适性以及运输商品的完好程度。不仅如此,当路面平整度指标恶化后,通行车辆与路面之间的作用力将随之加剧,从而加速路面老化过程。因此,路面平整度需要通过定期维护保养使其维持在一个合理的范围内。
由于人工评价方法主观性强,当前路面平整度检测方法主要分为断面法以及反应法。其中,断面法通过布置在专门数据采集车上的激光雷达等传感器扫描获得当前道路剖面位移变化,并以此为依据计算国际平整度指数,虽然这种方法测量精度高,但所需传感器价格昂贵、对数据采集车的结构改造量大,且需要处理的数据量庞大,通常只能用于高等级公路检测。反应法测量检测车辆对路面输入的垂向振动反应,并以此为根据表征路面平整度,该方法只需在测试车辆上布置少数加速度传感器,所需成本低且对检测车辆改造量少。
申请号为CN202210518533.3的中国专利申请公开了一种路基路面平整度检测装置及方法,该方案基于断面法进行路面平整度检测,需要激光测距仪,价格高,不经济实用。
申请号为CN202111445956.9的中国专利申请公开了一种路面平整度的检测装置及方法,该方案可以在较长范围内准确测试路面平整度,但是其水平横杆机构本身极不稳定,只适合单次单点静态测量,效率低。
申请号为CN202210470883.7的中国专利公开了一种路面平整度检测方法、装置、电子设备及介质,该方案基于反应法进行路面平整度检测,但是由于加速度传感器布置在检测车辆上,由于没有考虑检测车辆由于减震器阻尼、轮胎特性变化等因素导致的车辆垂向动态响应变化,将致使测量结果不准确。
申请号为CN202210144895.0的中国专利申请公开了一种基于多车众筹振动数据的路网级路面平整度检测方法,该方案基于反应法利用多车众筹振动数据进行路面平整度检测,但是不同车辆对路面平整度的反应特性不同,而检测车辆的参数是估计的,将会导致测量结果不准确。
综上所述,急需一种路面平整度检测的方法、系统及存储介质以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种路面平整度检测的方法,旨在解决车辆垂向动态响应变化后造成测量结果不准确的问题,具体技术方案如下:
一种路面平整度检测的方法,包括以下步骤:
步骤S5、使用测试车辆对测试路段进行测试,获得当前测试车辆垂向加速度传感器的响应时序和垂向加速度积分位移累积值/>;若测试车辆垂向动态特性变化未超出阈值/>时,进入步骤S6,若超出阈值/>时,则进入步骤S7;
步骤S7、将样本测试路段垂向加速度响应时序数据集导入当前车辆传递函数/>获得响应/>,并计算等价垂向加速度积分位移累积值;建立等价垂向加速度积分位移累积值/>与样本测试路段国际平整度指数/>之间的映射关系/>;
步骤S10、测试结束。
以上技术方案中优选的,垂向加速度积分位移累积值的计算方式为:
以上技术方案中优选的,通过垂向阶跃实验获取测试车辆垂向传递函数。
本发明还提供了一种路面平整度检测的系统,该系统采用所述路面平整度检测的方法。
本发明还提供了一种存储介质,所述存储介质用于存储所述路面平整度检测的方法。
应用本发明的技术方案,具有以下有益效果:
本发明的检测方法可以不受测试车辆垂向动态响应变化的影响,防止测试车辆垂向动态特性变化后对测量结果造成影响,能有效应用于路面评价、路面施工验收检测以及路面维护等方面。本发明的检测方法无须布置昂贵的激光雷达传感器,能够有效降低检测的成本;同时,步骤S1-S3的过程仅需进行一次即可完成后续的测试路段评价,降低检测的工作量。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是路面平整度检测方法的流程图;
图2是测试车辆阶跃辨识实验的示意图;
其中:1、垂向加速度传感器,2、车身,3、斜台。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述,并给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
实施例1:
参见图1,本实施例提供了一种路面平整度检测的方法,该检测方法包括以下步骤:
具体的,测试车辆垂向传递函数可以通过垂向阶跃实验获得。如图2所示,垂向加速度传感器1刚性连接在测试车辆车身2上,将测试车辆从斜台3上缓慢推下,记录此过程垂向加速度传感器的响应时序,多次重复上述步骤,根据阶跃响应法获取测试车辆垂向传递函数/>,这里的/>是指复变量,该传递函数表征了测试车辆在路面垂向输入激励下车身的加速度响应情况,即:
步骤S2、使用测试车辆在段样本测试路段进行测试;在各样本测试路段路面输入的激励下,记录各样本测试路段下测试车辆垂向加速度传感器的响应时序/>,并计算垂向加速度积分位移累积值/>,其中/>为测试终止时间;同时,为测试车辆在样本测试路段的垂向加速度响应时序建立数据集;
其中,和/>分别为系统阻尼比和自然频率并且/>;公式(2)中/>为拉式变换中的常用符号,表示一个复数;此时二阶系统极点可以表示为,这里/>为虚数符号,其中实部为系统阻尼/>,虚部为有阻尼震荡频率/>。
因此,将垂向传递函数对应的系统阻尼比和有阻尼震荡频率分别与垂向传递函数/>对应的系统阻尼比和有阻尼震荡频率进行对比(即作差,将差值与阈值/>进行比较),即可判断测试车辆垂向系统动态特性是否已经发生变化。
步骤S5、使用测试车辆对测试路段进行测试,记录当前测试车辆垂向加速度传感器的响应时序,计算垂向加速度积分位移累积值/>;若测试车辆垂向动态特性变化未超出阈值/>时,进入步骤S6,若超出阈值/>时则进入步骤S7;
步骤S7、将样本测试路段垂向加速度响应时序数据集导入当前车辆传递函数/>获得其响应/>,计算等价垂向加速度积分位移累积值/>;并建立等价垂向加速度积分位移累积值/>与样本测试路段国际平整度指数/>之间的映射关系/>;
步骤S10、测试结束。
本实施例测试方法的原理为:
因此,只需将样本测试路段垂向加速度响应时序数据集导入当前车辆传递函数/>中,就可根据此时获得的响应/>计算等价垂向加速度积分位移累积值/>,并建立等价垂向加速度积分位移累积值/>与样本路段国际平整度指数/>之间的映射关系/>。而当前车辆测试得到的响应时序/>导入到最初的垂向传递函数/>后即可获得的新的响应,并计算等价垂向加速度积分位移累积值/>,就可以利用新的映射关系/>进行测试路段的评价。
因此,本实施例的检测方法可以不受测试车辆垂向动态响应变化的影响,防止测试车辆垂向动态特性变化后对测量结果造成影响。本实施例的检测方法无须布置昂贵的激光雷达传感器,能够有效降低检测的成本;同时,步骤S1-S3的过程仅需进行一次即可完成后续的测试路段评价,降低检测的工作量。
此外,本实施例还提供了一种采用上述检测方法的系统,该检测系统的构成请参见现有技术;实际应用时,上述检测方法通过存储介质进行存储。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种路面平整度检测的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S5、使用测试车辆对测试路段进行测试,获得当前测试车辆垂向加速度传感器的响应时序和垂向加速度积分位移累积值/>;若测试车辆垂向动态特性变化未超出阈值/>时,进入步骤S6,若超出阈值/>时,则进入步骤S7;
步骤S7、将样本测试路段垂向加速度响应时序数据集导入当前车辆传递函数/>获得响应/>,并计算等价垂向加速度积分位移累积值/>;建立等价垂向加速度积分位移累积值/>与样本测试路段国际平整度指数/>之间的映射关系/>;
步骤S10、测试结束。
4.根据权利要求1所述的路面平整度检测的方法,其特征在于,通过垂向阶跃实验获取测试车辆垂向传递函数。
5.一种路面平整度检测的系统,其特征在于,该系统采用如权利要求1-4任意一项所述的路面平整度检测的方法。
6.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质用于存储如权利要求1-4任意一项所述的路面平整度检测的方法。
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