CN1177192C - 道路粗糙度检测方法 - Google Patents

Abstract

道路粗糙度检测方法是一种用车载垂直加速度传感器对路面的粗糙度进行测量的方法，其具体方法是采用车载垂直加速度传感器检测箱将垂直加速度传感信号转换成各种粗糙度信号输出，完成对地面的粗糙度检测，垂直加速度传感器的信号输出端直接与串行或并行模/数转换器的信号输入端相接，串行或并行模/数转换器的输出端与计算机相接；在检测箱中央垂直加速度传感器和串行或并行模/数转换器安装在一块底块上，并固定在一个密闭的箱体中；箱体为一个自重较重的金属箱体。该测量方法既能检测出车体的垂直加速度，又可测出高频及低频的地面粗糙度。

Description

道路粗糙度检测方法

一、技术领域：

本发明是一种对道路粗糙度进行测量的方法，尤其是一种采用响应式方法检测道路粗糙度的方法。

二、背景技术：

由于道路粗糙度直接影响车辆、飞机等运载装置运行的安全，以及乘坐者的舒适程度，所以一直是路面质量评价及路面施工中的一个重要的指标。道路粗糙度的检测主要分为二大类。第一类为直接式检测系统，此类检测系统利用传感器技术直接将路面纵断面剖面测出，然后由道路粗糙度评价技术和理论将测得的路面纵断面剖面曲线转换成各种粗糙度指标。此类检测仪主要用于新施工后的道路粗糙度验收及对其它粗糙度仪的标定。直接式检测类一般不能用于高速条件下的检测，因此常不能用于长距离的粗糙度检测。第二类检测类为响应式检测类，此类仪器是采用传感器检测出车体对道路粗糙度的动态响应，然后通过粗糙度评价模型将车体的动态响应换算成各种粗糙度指标。此类检测系统可在正常车速的条件下检测粗糙度，因此能长距离检测道路粗糙度。此类检测系统主要用于道路粗糙度的周期性检测与评价。由于响应式粗糙度仪无法直接测得路面纵断面剖面曲线，因此无法用于对新施工后的道路粗糙度的验收。

目前中国在响应式检测原理方面主要是采用引进英国技术的颠簸累积仪。颠簸累积仪基于车辆的车体与车轴之间的距离会随着路面的不平整而发生位移变化的现象，因此主要是采用机械的方法将车体与车轴之间的距离检测出来。颠簸累积仪的检测结果受车体的机械特性的制约。当机械特性发生变化时，其检测的输出会发生相应的变化，但其根本的局限是机械式的检测无法检测车体的高频动态响应，即无法全面的保留道路粗糙度的高频信息。同时仪器在安装和携带方面较为困难和复杂，操作使用上较为繁琐，并在安装时，要对汽车进行机械改造。

三、发明内容：

(1)发明目的

本发明要解决的技术问题是提供一种既能检测出车体垂直加速度，又可测出高频及低频的粗糙度信息的道路粗糙度检测方法。

(2)技术方案

本发明的采用车载垂直加速度传感器检测箱将检测车垂直加速度检测出，并将传感信号转换成各种粗糙度信号输出，完成对地面的粗糙度进行检测，垂直加速度传感器的信号输出端直接与模/数转换器的信号输入端相接，模/数转换器的输出端与计算机相接，在检测箱中央垂直加速度传感器和模/数转换器安装在一块底块上，并固定在一个密闭的箱体中，箱体为一个自重较重的金属箱体，模/数转换器(2)的输出端通过电缆与计算机的“232”串行接口或者25针并行“LPI”接口相接。

为了达到粗糙度检测功能，本发明由电脑及密闭的测量金属箱组成，电脑内设有信号采集软件程序、信号处理程序及参数设置程序。密闭的金属箱(又称检测箱)内置有垂直加速度传感器和串行或并行模/数转换器组成的电子线路板及接插器件。在机械结构上：检测箱由箱体与箱盖组成，箱体的底部安装加速度传感器和电子线路板。在检测时，加速度信号经电子线路转换为串行或并行数字信号，通过电缆输入到电脑的232串行接口或25针并行LP1接口。数字信号的接收由电脑采样程序控制。由预先选定的检测车速及电脑内的时钟控制采样中断及采样频率。

电脑中设有高通滤波器滤出漂移信号及由传感器安置角度引入的偏置信号，电脑中的分析软件将加速度信号换算成各种粗糙度指标。

(3)技术效果

1、由于采用宽频带加速度传感器，本发明可测出高频及低频的粗糙度信息。其频带宽远大于现存的颠簸累积仪的频带宽度。

2、在发明中，加速度传感器固定于一金属箱内，金属箱的自重为7公斤。在检测时，将金属箱放置于检测车前右方座位的踏脚处，由于金属箱较重，当检测车在高速运行时，此金属箱不会发生任何弹跳及移动。因此，此加速度传感器能完整地检测出车体的垂直加速度。

3、本发明属于电脑化检测系统，配置的笔记本电脑对加速度信号进行自动数据采集和数据处理，并能在现场进行实时粗糙度评价和打印评价结果。本发明现场实时处理数据功能极强。

4、除检测车外，本发明的主要部件为笔记本电脑、信号电缆和测量金属箱。金属箱内装有加速度传感器及电子转换器件和电子线路。由于测量金属箱自重仅为7公斤，因此本发明十分便携。在使用时，只要将测量箱放置在检测车前方右侧座椅的踏脚处，再用电缆将测量金属箱与笔记本电脑连接即可，无需对车体进行任何改造，因此使用上非常方便。

四、附图说明：

图1是本发明的总体结构示意图。其中有垂直加速度传感器1、模/数转换器2、箱体3、信号输出电缆4。

图2是本发明线路的总体结构示意图。其中有垂直加速度传感器1、模/数转换器2、计算机5、打印机6。

五、具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明由垂直加速度传感器1、串行或并行模/数转换器2、箱体3、信号输出电缆4及电脑5组成。加速度传感器1和串行或并行模/数转换器2固定在检测箱体内形成检测箱。检测箱输出数字信号是通过信号输出电缆4送入笔记本电脑的232串线接口或LP1并行接口。检测箱体自重为7公斤左右，箱体的底部底板为平底。当箱体放置在检测车前排右侧踏脚平面上后，由于箱体的自重，不论在何种的行驶条件下，检测箱体始终紧贴在踏脚平面上。同时，垂直加速度传感器1紧固在检测箱体的底板上，因此垂直加速度传感器可完整地测出车体的垂直加速度。

检测箱内的串行或并行模/数转换器的主要功能是将加速度传感器输出的模拟信号转换成串行或并行数字信号，并确保输入信号与加速度传感器输出的电压匹配。数字信号通过笔记本电脑上的串行或并行接口后，进入电脑，完成信号采集功能。信号处理的主要功能包括高通数字滤波，车体垂直加速度动态实时屏幕显示，粗糙度指标获取，及粗糙度指标和其他信息的打印。粗糙度指标数字模型包括粗糙度标准差(RSD)、国际粗糙度指标(IRI)、及观测打分值(RN)，电脑的输出通过便携式打印机完成粗糙度检测报告打印。

Claims (4)

1、一种道路粗糙度检测方法，其特征在于采用车载垂直加速度传感器检测箱将检测车垂直加速度检测出，并将传感信号转换成各种粗糙度信号输出，完成对地面的粗糙度的检测，垂直加速度传感器(1)的信号输出端直接与模/数转换器(2)的信号输入端相接，模/数转换器(2)的输出端与计算机(5)相接。

2、根据权利要求1所述的道路粗糙度检测方法，其特征在于在检测箱中央垂直加速度传感器(1)和模/数转换器(2)安装在一块底块上，并固定在一个密闭的箱体(3)中。

3、根据权利要求1或2所述的道路粗糙度检测方法，其特征在于箱体(3)为一个自重较重的金属箱体。

4、根据权利要求1或2所述的道路粗糙度检测方法，其特征在于模/数转换器(2)的输出端通过电缆与计算机的“232”串行接口或者25针并行“LPI”接口相接。