TWM564741U - 路面品質偵測裝置及系統 - Google Patents

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TWM564741U
TWM564741U TW107206413U TW107206413U TWM564741U TW M564741 U TWM564741 U TW M564741U TW 107206413 U TW107206413 U TW 107206413U TW 107206413 U TW107206413 U TW 107206413U TW M564741 U TWM564741 U TW M564741U
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Taiwan
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pavement
waveform data
quality detection
vibration
vibration sensing
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TW107206413U
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高榮遠
李榮生
葉耀中
Original Assignee
大陸商光寶電子（廣州）有限公司
光寶科技股份有限公司
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00—Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/01—Devices or auxiliary means for setting-out or checking the configuration of new surfacing, e.g. templates, screed or reference line supports; Applications of apparatus for measuring, indicating, or recording the surface configuration of existing surfacing, e.g. profilographs

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Repair (AREA)
  • Road Signs Or Road Markings (AREA)

Abstract

路面品質偵測裝置，包括：一記憶體；以及一處理電路，耦接該記憶體，並經配置而用以：自M個震動感測器擷取M筆震動感測波形資料，該M筆震動感測波形資料分別對應至M個路邊固定裝置位置，其中M係大於1的正整數；自各該M筆震動感測波形資料識別一連續性波形特徵；根據該M筆震動感測波形資料之該些連續性波形特徵以及該M個路邊固定裝置位置，識別一路面破損狀況；以及發送用以指示該路面破損狀況之一通知訊息。

Description

路面品質偵測裝置及系統
本創作是有關於一種路面品質偵測裝置及系統。
目前城市道路維護，多採用人力巡查或是等待民眾通報，然而此些維護方式不但管理不易，且費用高昂。目前有提出利用車上的感測器將來自路面的反饋回傳至雲端伺服器，再利用大數據運算分析路面品質。然而，此種方式需要在大量的車上裝設特定感測器以及發送裝置以取得大數據運算所需的試驗資料，且資料的獲得取決於車輛的行駛路線，並不利於後端管理者(例如政府道路養護單位)有系統地規劃欲偵測維護路面品質的路段。
本創作係有關於一種路面品質偵測裝置及系統，可根據安裝於路邊固定裝置(如路燈、分隔柱、護欄等設施)的震動感測器所擷取的震動感測波形資料，判斷路面是否發生破損並識別路面破損情況，並將路面破損情況通知後端管理平台，以作為道路破損報修和維護的參考資料，藉此降低路面品質偵測所需的成本。
根據本創作一方面，提出一種路面品質偵測裝置。路面品質偵測裝置包括記憶體以及處理電路。處理電路耦接記憶體，並經配置而用以：自M個震動感測器擷取M筆震動感測波形資料，M筆震動感測波形資料分別對應至M個路邊固定裝置之位置，其中M係大於1的正整數；自各M筆震動感測波形資料識別連續性波形特徵；根據M筆震動感測波形資料之連續性波形特徵以及M個路邊固定裝置位置，識別路面破損狀況；發送用以指示路面破損狀況之通知訊息。
根據本創作另一方面，提出一種路面品質偵測系統。路面品質偵測系統包括M個震動感測器以及路面品質偵測裝置。M個震動感測器適合分別裝設於M個路邊固定裝置，以取得反映路面震動事件之M筆震動感測波形資料，其中M為大於1的正整數。路面品質偵測裝置通訊連接M個震動感測器。路面品質偵測裝置包括記憶體以及處理電路。處理電路耦接記憶體，並經配置而用以：自M個震動感測器擷取M筆震動感測波形資料；自各M筆震動感測波形資料識別連續性波形特徵；根據M筆震動感測波形資料之連續性波形特徵以及M個路邊固定裝置位置，識別路面破損狀況；發送用以指示路面破損狀況之通知訊息。
為了對本創作之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
本創作提出一種路面品質偵測裝置及系統。路面品質偵測泛指偵測道路平面上不平整的位置、破損面積、破損深度等任何關於路面品質的資訊。藉由在路邊固定裝置(如路燈、分隔柱、護欄等設施)上裝設的震動感測器以擷取可反映路面震動事件(例如車輛駛過所引起的路面震動)之M筆震動感測波形資料，本創作提出之路面品質偵測裝置及系統可根據此些震動感測波形資料判斷路面是否發生破損並識別路面破損情況，並將路面破損情況通知後端管理平台，以作為道路破損報修和維護的參考資料，藉此降低路面品質偵測所需的成本。
本創作之路面品質偵測可由包括處理電路的電子裝置來實現。所述之電子裝置可被實施為本創作之路面品質偵測裝置，或是被實施為包含於本創作之路面品質偵測裝置。路面品質偵測裝置連同負責擷取震動感測波形資料的多個震動感測器係包含於本創作之路面品質偵測系統。
第1圖繪示根據本創作一實施例之路面品質偵測系統10之方塊圖。路面品質偵測系統10包括M個震動感測器102_1~102_M以及路面品質偵測裝置100，其中M為大於1的正整數。
震動感測器102_1~102_M可以被實施為包含加速度感測元件(如三軸或三軸以上之加速度感測計)、速度感測元件、位移感測元件或其組合的感測器。震動感測器102_1~102_M適合分別裝設於M個路邊固定裝置，以取得可反映路面震動事件之M筆震動感測波形資料S 1~S M。
路面震動事件例如包括車輛或其他移動載具行駛過路面所造成的路面震動。路邊固定裝置例如是路燈、分隔柱、護欄、交通號誌燈或其它以等距/不等距間隔方式設置於路邊的固定式設施。
震動感測器102_1~102_M可較佳地，但不限於，設置於一路段旁的多個路邊固定裝置的底部接近地表面，以取得較能精確反映路面震動事件的震動感測波形資料S 1~S M。舉例來說，震動感測器102_1~102_M可分別設置在M個路燈裝置之底座上。
路面品質偵測裝置100通訊連接M個震動感測器102_1~102_M。通訊連接泛指任何可透過有線及/或無線方式進行訊號傳輸的連結方式。舉例來說，路面品質偵測裝置100與M個震動感測器之間可透過短程無線通訊協定，如藍芽、ZigBee等方式進行訊號傳輸。
路面品質偵測裝置100包括記憶體104以及處理電路106。記憶體104用以儲存可供處理電路106執行或取得的指令、程式及/或資料。處理電路106耦接記憶體104，並經配置而用以執行本創作實施例之路面品質偵測。
處理電路106可被實施為微控制單元(microcontroller)、微處理器(microprocessor)、數位訊號處理器(digital signal processor)、特殊應用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)、數位邏輯電路、現場可程式邏輯閘陣列(field programmable gate array，FPGA)、或其它具有運算處理功能的硬體元件。處理電路106當中更可包括有線或無線傳輸模組，以和震動感測器102_1~102_M以及其他外部設備進行通訊。
處理電路106可自震動感測器102_1~102_M接收多筆震動感測波形資料S 1~S M，並根據該些震動感測波形資料S 1~S M判斷是否路面破損。當判斷有路面破損的情況，處理電路106將傳送通知訊息IM給後端管理平台12，以回報路面破損情況。在一實施例中，路面破損狀況可包括路面破損位置、路面破損面積以及路面破損深度至少其一。
後端管理平台12例如是電腦、伺服器或其它中心管理設備。處理電路106可經由有線或無線網路將通知訊息IM提供至後端管理平台12。舉例來說，處理電路106可先將通知訊息IM發送至網路閘道器(未繪示)，再利用網路閘道器經由網際網路或其他網路送至後端管理平台12。後端管理平台12可根據路面品質偵測裝置100回報的通知訊息IM產生一道路修繕維護資料，以提供對一或多個特定路段進行修繕或維護的指示，例如通知相關人員前往修復道路。在一實施例中，後端管理平台12可包含在路面品質偵測系統10當中，以作為路面品質偵測系統10的一部分。
在本創作一實施例之路面品質偵測中，路面品質偵測可例如由路面品質偵測裝置100或其他包含處理電路106的電子裝置來實施。
處理電路106自震動感測器102_1~102_M擷取M筆震動感測波形資料S 1~S M。震動感測波形資料S 1~S M分別對應至M個路邊固定裝置之位置。進一步說，由於震動感測器102_1~102_M分別裝設在不同位置的路邊固定裝置，故若一震動感測器感測到震動，其發出的震動感測波形資料即對應於該震動感測器所裝設的路邊固定裝置的位置。
處理電路106自各M筆震動感測波形資料S 1~S M識別連續性波形特徵。所謂連續性波形特徵係指在路面平整/無破損的情況下，當一移動載具(如車輛)從遠處駛近一震動感測器之感測範圍到駛離該震動感測器之感測範圍的過程中，該震動感測器回應此一路面震動事件所產生的震動感測波形資料之波形特徵。根據上述特性，連續性波形特徵通常呈現為一平滑的突波。此外，對於設置於同一路段不同位置的多個震動感測器而言，若該路段為平整或無破損，當一移動載具駛過該路段，該些震動感測器所產生的震動感測波形資料的連續性波形特徵統計上應大致相同。
處理電路106根據M筆震動感測波形資料S 1~S M之連續性波形特徵以及M個路邊固定裝置位置，識別路面破損狀況。
在一實施例中，處理電路106可根據M筆震動感測波形資料S 1~S M之連續性波形特徵之統計參數(如平均值、標準差等)，自該些震動感測波形資料S 1~S M中識別異常突波特徵。舉例來說，若一筆震動感測波形資料中的一突波波形明顯背離連續性波形特徵，例如超出該等連續性波形特徵之平均值的一倍標準差，則該突波波形將被視為異常突波特徵。異常突波特徵通常可視為因移動載具駛過不平整/破損路面所導致的路面震動事件，故處理電路106可透過識別異常突波特徵來判斷路面是否有破損。此外，處理電路106更可基於識別出的異常突波特徵，運算取得路面破損位置、路面破損面積以及路面破損深度等路面破損狀況。
處理電路106回應於識別出異常突波特徵，發送用以指示路面破損狀況之通知訊息IM，例如將通知訊息IM發送至後端管理平台12。
第2圖繪示實施於一路段之多個路邊固定裝置之路面品質偵測系統10之示意圖。在第2圖的範例中，路邊固定裝置係路燈裝置24_1~24_M，但本創作並不限於此。另外，為方便理解本創作，以下圖式中相同或類似之元件係採相同之元件符號。
如第2圖所示，震動感測器102_1~102_M分別裝設在路燈裝置24_1~24_M的底座以盡可能接近地面。在一實施例中，可規劃M大於等於3，以提升判讀路面破損的精準度。
路面品質偵測裝置100可裝設於路燈裝置24_1~24_M的其中之一。如第2圖所示，路面品質偵測裝置100係裝設於第2根路燈裝置24_2的燈罩處。可理解的是，路面品質偵測裝置100可裝設於路邊固定裝置的任一位置，只要可與震動感測器102_1~102_M形成通訊連接即可。
路燈裝置24_1~24_M由左至右以一定間隔分別設置於路邊的位置P 1~P M，但並不以此為限，在其他實施態樣中，路燈裝置可以非等間隔設置於路邊的位置。當車輛20由左至右行駛於路面，震動感測器102_1~102_M將產生如第3圖所示的震動感測波形資料S 1~S M。
請配合參考第3圖，其繪示來自不同震動感測器102_1~102_M之多筆震動波形感測資料S 1~S M之波形圖。如第3圖所示，當車輛20由左至右依序駛過震動感測器102_1~102_M所在的位置P 1~P M，將分別使震動波形感測資料S 1~S M產生突波，該些突波最大值的發生時間分別為t 1~t M。
當車輛20經過震動感測器102_1、102_2的位置P 1、P 2時，由於路面無損，故震動波形感測資料S 1以及S 2具有連續性波形特徵NF，也就是平滑變化的突波。
當車輛駛過震動感測器102_3的位置P 3時，由於路面具有一破損處22，故震動感測器102_3的震動波形感測資料S 3具有明顯背離連續性波形特徵NF的異常波形特徵AF。異常波形特徵AF的發生時間約在t x。
在一實施例中，處理電路106可根據震動感測波形資料S 1~S M中至少二者所對應之連續性波形特徵之發生時間、以及該至少二筆震動感測波形資料所對應之路邊固定裝置位置、以及異常突波特徵AF的發生時間，運算取得路面破損位置。以第2圖為例，路面破損位置P x可以表示如下：
(式一)
其中 表示車輛20的車速估計值， 表示車輛20從位置P 3至P X的時間差。
根據式一，係假設車輛20從位置P 2至P 3的車速約等於車輛20從位置P 3至P X的車速。不過可理解本創作並不以上述範例為限。在其他實施例中，亦可以其他路邊固定裝置位置作為參考點來估計車輛20的車速，並根據估計的車速、選定的路邊固定裝置位置、以及異常突波特徵AF的發生時間，基於運動學定律估計路面破損位置。
在一實施例中，處理電路106可利用異常突波特徵AF之波形曲線下面積/延續時間(如第3圖中的期間 )與路面破損面積呈正比或正相關的關係，據以估計路面破損面積，如破損處22之面積。舉例來說，假設兩個路燈裝置間的距離為 D ，且路面破損處的長度為L(其中L的方向定義為車輛行進方向，且L值的大小與路面破損處的面積呈正相關)，當車輛的行進速度為v，則車輛行經該路面破損處造成的異常突波大於標準值的時間為t1=L/v。其中時間 t1的值越大，表示路面破損處的長度L越長，此通常也代表路面破損處的面積越大。假設車輛以一固定速度(可以是任意值)通過兩個路燈裝置，不同的速度值所對應的t1值可能會不一樣，但仍可基於比例關係估算出路面破損處的長度，例如根據運算式v=D/t，其中參數t表示車輛通過兩個路燈裝置的時間，其可透過量測取得。
在一實施例中，處理電路106亦可利用異常突波特徵AF之振幅大小與路面破損深度呈正比或正相關的關係，據以估計路面破損深度，如破損處22之破損深度。進一步說，若一路面破損處的破損深度越深，車輛駛過該破損處而造成輪胎撞擊坑洞的力量將越大，故測得的異常突波特徵的振幅就會越大。因此，可根據異常突波特徵之振幅大小估計路面破損深度。
在一實施例中，為了確保對異常突波特徵AF判定的可靠度，處理電路106可計數在一段期間內自震動感測波形資料S 1~S M中識別出異常突波特徵AF之累積次數(例如先後有多輛車駛過破損處22而導致多次偵測出異常突波特徵AF產生)，並且在該累積次數超過一門檻值時(例如大於5次)，再發送用以指示路面破損狀況之通知訊息IM至後端管理平台12。
本創作一實施例可以自多筆震動波形感測資料辨識異常突波特徵。此判斷可例如由路面品質偵測裝置100或其他包含處理電路106的電子設備來實施。應注意的是，路面品質偵測裝置100或其他包含處理電路106的電子設備亦可根據其他波形特徵偵測演算法自多筆震動波形感測資料中識別異常突波特徵。
處理電路106將平移M筆震動感測波形資料之時間軸，使該些震動感測波形資料之連續性波形特徵重疊。處理電路106計算平移後之該些震動感測波形資料之統計參數(例如平均值以及標準差)。處理電路106根據計算出的統計參數(例如平均值以及標準差)定義一容忍區間。處理電路106搜尋各筆震動感測波形資料中超出容忍區間之波形部分，以識別異常突波特徵。
請配合參考第4A至4D圖，其繪示辨識異常突波特徵之示意圖。
第4A圖繪示若路面是平整或無破損的情況，車輛駛於該路面而依序經過安裝震動感測器102_i~102_i+3的第i~i+3個路邊固定裝置的位置時，其中震動感測器102_i~102_i+3例如是第1圖中震動感測器102_1~102_M的其中4個震動感測器。
震動感測器102_i~102_i+3可分別產生震動感測波形資料S i~S i+3。如第4A圖所示，震動感測波形資料S i~S i+3依序呈現平滑的連續性波形特徵NF。
第4B圖繪示若一破損處位在第i個以及第i+1個路邊固定裝置之間，車輛駛於該路面而依序經過安裝震動感測器102_i~102_i+3的第i~i+3個路邊固定裝置的位置時，震動感測器102_i~102_i+3分別產生震動感測波形資料S i~S i+3。如第4B圖所示，震動感測波形資料S i+1具有不平滑的異常突波。
為了辨識出上述存在於震動感測波形資料S i+1的異常突波，處理電路106可先平移震動感測波形資料S i~S i+3之時間軸，使該些震動感測波形資料S i~S i+3之連續性波形特徵在時間上重疊，如第4C圖所示。
接著，處理電路106可根據平移後之震動感測波形資料S i~S i+3計算平均值以及標準差。平均值指的是平移後的多個震動感測波形資料在同一時間點的資料值的平均。標準差則是用以描述一資料點背離所述平均值的程度。
根據取得的平均值以及標準差，可設定一容忍區間。如第4D圖所示，平移後之震動感測波形資料S i~S i+3的平均值為AVG，以平均值AVG與一倍標準差的距離可定義出容忍區間的上限Max與下線Min。在定義出容忍區間的範圍後，超出此一容忍區間(由上限Max與下線Min所圍出的區間)的波形部分將被辨識為異常波形特徵AF。此外，此一超出容忍區間的波形部分亦對應於路面破損處的深度、大小及位置。
上述範例中的容忍區間是以平均值AVG與一倍標準差的距離來定義，但應知本創作並不以此為限。在一實施例中，容忍區間是以平均值AVG與N倍標準差的距離來定義。其中N的大小取決於對路面平整度的要求。舉例來說，對於路面平整度較嚴格的路段(例如高速公路)，N可以設定為小於1，例如0.8。
第5圖繪示實施於多路段之路面品質偵測系統之示意圖。在第5圖的範例中，路面品質偵測系統可包括對應不同路段的多個路面偵測裝置100、100’以及多個震動感測器102_1~102_M、102_1’~102_N’， 其中M和N為大於1的正整數。
如第5圖所示，路面偵測裝置100可根據來自震動感測器102_1~102_M的震動感測波形資料S 1~S M偵測左半路段的路面品質，並將關於破損處22的路面破損狀況的通知訊息IM回傳至後端管理平台12。路面偵測裝置100’則可根據來自震動感測器102_1’~102_N’的震動感測波形資料S 1’~S N’偵測右半路段的路面品質，並將關於破損處52的路面破損狀況的通知訊息IM’回傳至後端管理平台12。透過上述範例的佈署，可實現對於不同路段之路面品質的分散偵測，並集中管理不同路段的路面破損狀況。
雖然第5圖中的路面品質偵測系統僅包括2組路面偵測裝置及對應的多個震動感測器，但應理解本創作並不以此為限。本創作之路面品質偵測系統亦可包括任意組數的路面偵測裝置及對應的多個震動感測器，以針對不同路段的路面品質進行偵測。此外，後端管理平台12的數量不僅限於單一個，亦可為多個，其中每個後端管理平台係可和一或多個路面偵測裝置通訊連接，以接收關於不同路段之路面破損情況的通知訊息，其中通知訊息IM例如包括位置資訊，以供後端管理平台識別哪一個路段路面有破損。位置資訊例如包括路燈裝置的識別碼(例如唯一燈桿號)、及/或路燈裝置的全球定位系統(global positioning system，GPS)座標。
第6圖繪示震動感測器600之一例方塊圖。震動感測器600可作為，但不限於，前述實施例中提到的震動感測器，例如震動感測器102_1~102_M以及102_1’~102_N’。
震動感測器600包括無線傳輸模組602、感測模組604以及電源供應模組606。無線傳輸模組602可包括天線以及藍芽處理晶片。在一些範例中，除了藍芽處理晶片，無線傳輸模組602亦可採用其他適用於低功耗/短程無線傳輸的處理晶片。感測模組604可包括加速度感測元件、速度感測元件、位移感測元件或其組合，負責將感測到的路面震動事件轉換成電子訊號並提供至無線傳輸模組602作初步訊號處理並發送。電源供應模組606負責提供震動感測器600中各個模組的所需電源，例如對無線傳輸模組602以及感測模組604進行供電。電源供應模組606的電力來源可以是內建的電池，亦可來自外部電源。舉例來說，若震動感測器600係安裝於路燈裝置的底座，電源供應模組606亦可和路燈裝置共同使用同一個供電網路。
第7圖繪示與智慧路燈控制器整合之路面品質偵測裝置700之一示例方塊圖。路面品質偵測裝置700適於裝設在一路燈裝置(如智慧路燈網路中的一智慧路燈節點)。
路面品質偵測裝置700包括第一硬體元件集合702以及第二硬體元件集合704。第一硬體元件集合702包括記憶體706、第一無線傳輸模組708以及第一處理模組710。第二硬體元件集合704包括第二無線傳輸模組712、第二處理模組714以及電源供應模組716。
記憶體706可例如為第1圖之記憶體104，用以儲存可供第一處理模組710執行或取得的程式、檔案或資料。第一無線傳輸模組708以及第一處理模組710可例如為第1圖之處理電路106，其中第一無線傳輸模組708可包括通訊晶片(例如藍芽或其他通訊晶片)以及天線，第一處理模組710可例如為微控制單元(microcontroller)、微處理器(microprocessor)、數位訊號處理器(digital signal processor)、特殊應用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)、數位邏輯電路、現場可程式邏輯閘陣列(field programmable gate array，FPGA)、或其它具有運算處理功能的硬體元件。
第一無線傳輸模組708可自多個裝設於路燈裝置之底座的震動感測器(未示於本圖)擷取可反映路面震動事件的多筆震動感測波形資料，並將其提供給第一處理模組710作運算，以判斷路面是否發生破損，以及破損相關情況。
第二無線傳輸模組712可包括通訊晶片(例如ZigBee或其它類型的無線通訊晶片)以及天線。第二處理模組714例如是智慧路燈控制器，用以負責智慧路燈裝置的照明控制。電源供應模組716例如是智慧路燈裝置的供電器，可提供路面品質偵測裝置700中第一硬體元件集合702以及第二硬體元件集合704的所需電力。
第一處理模組710可透過第二處理模組714將指示路面破損情況的通知訊息提供至第二無線傳輸模組712，以透過第二無線傳輸模組712以無線方式將通知訊息發送給後端管理平台12。又一實施例中，第一處理模組710可直接與第二無線傳輸模組712連接，以直接將通知訊息提供至第二無線傳輸模組712，並透過第二無線傳輸模組712發送通知訊息至後端管理平台12。
上述中雖以路面品質偵測裝置700與智慧路燈控制器作整合為範例，但應理解本創作不以此為限。本創作實施例之路面品質偵測裝置可以獨立或與路邊固定裝置之內建控制器/處理器整合的方式來實現。
綜上所述，本創作提出之路面品質偵測裝置及系統，可根據安裝於路邊固定裝置(如路燈、分隔柱、護欄等設施)的震動感測器所擷取的震動感測波形資料，判斷路面是否發生破損並識別路面破損情況，並將路面破損情況通知後端管理平台，以作為道路破損報修和維護的參考資料，藉此降低路面品質偵測所需的成本。
綜上所述，雖然本創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型。本新型所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧路面品質偵測系統
102_1~102_M、102_1’~102_N’、600‧‧‧震動感測器
100、100’、700‧‧‧路面品質偵測裝置
S1~SM、Si~Si+3、S1’~SN’‧‧‧震動感測波形資料
104‧‧‧記憶體
106‧‧‧處理電路
IM、IM’‧‧‧通知訊息
12‧‧‧後端管理平台
24_1~24_M‧‧‧路燈裝置
P1~PM‧‧‧路燈裝置位置
Px‧‧‧路面破損位置
20‧‧‧車輛
22、52‧‧‧破損處
NF‧‧‧連續性波形特徵
AF‧‧‧異常波形特徵
t1~tM‧‧‧突波最大值的發生時間
tx‧‧‧異常波形特徵的發生時間
‧‧‧異常波形特徵的延續時間
AVG‧‧‧震動感測波形資料的平均值
Max‧‧‧容忍區間上限
Min‧‧‧容忍區間下線
602‧‧‧無線傳輸模組
604‧‧‧感測模組
606‧‧‧電源供應模組
702‧‧‧第一硬體元件集合
704‧‧‧第二硬體元件集合
706‧‧‧記憶體
708‧‧‧第一無線傳輸模組
710‧‧‧第一處理模組
712‧‧‧第二無線傳輸模組
714‧‧‧第二處理模組
716‧‧‧電源供應模組
第1圖繪示根據本創作一實施例之路面品質偵測系統之方塊圖。 第2圖繪示實施於一路段之多個路邊固定裝置之路面品質偵測系統之示意圖。 第3圖繪示來自不同震動感測器之多筆震動波形感測資料之波形圖。 第4A圖至第4D圖繪示辨識異常突波之示意圖。 第5圖繪示實施於多路段之多個路邊固定裝置之路面品質偵測系統之示意圖。 第6圖繪示震動感測器之一例方塊圖。 第7圖繪示與智慧路燈控制器整合之路面品質偵測裝置之一例方塊圖。

Claims (11)

  1. 一種路面品質偵測裝置，包括： 一記憶體；以及 一處理電路，耦接該記憶體，並經配置而用以： 自M個震動感測器擷取M筆震動感測波形資料，該M筆震動感測波形資料分別對應至M個路邊固定裝置位置，其中M係大於1的正整數； 自各該M筆震動感測波形資料識別一連續性波形特徵； 根據該M筆震動感測波形資料之該些連續性波形特徵以及該M個路邊固定裝置位置，識別一路面破損狀況；以及 發送用以指示該路面破損狀況之一通知訊息。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之路面品質偵測裝置，其中該處理電路更用以： 根據該M筆震動感測波形資料之該些連續性波形特徵之一統計參數，自該M筆震動感測波形資料中識別一異常突波特徵；以及 回應於識別出該異常突波特徵，發送用以指示該路面破損狀況之該通知訊息。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之路面品質偵測裝置，其中該處理電路更用以： 平移該M筆震動感測波形資料之時間軸，使該M筆震動感測波形資料之該些連續性波形特徵重疊； 計算平移後之該M筆震動感測波形資料之一平均值以及一標準差； 根據該平均值以及該標準差定義一容忍區間；以及 搜尋各該M筆震動感測波形資料中超出該容忍區間之波形部分，以識別該異常突波特徵。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之路面品質偵測裝置，其中該路面破損狀況包括一路面破損位置，該處理電路更用以： 根據該M筆震動感測波形資料中至少二者所對應之連續性波形特徵之發生時間、該至少二筆震動感測波形資料所對應之路邊固定裝置位置、以及該異常突波特徵的發生時間，取得該路面破損位置。
  5. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之路面品質偵測裝置，其中該路面破損狀況包括一路面破損面積，該處理電路更用以： 根據該異常突波特徵之波形曲線下面積或延續時間估計該路面破損面積。
  6. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之路面品質偵測裝置，其中該路面破損狀況包括一路面破損深度，該處理電路更用以： 根據該異常突波之振幅估計該路面破損深度。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之路面品質偵測裝置，其中該處理電路更用以： 計數在一段期間內自該M筆震動感測波形資料中識別出該異常突波特徵之累積次數；以及 當該累積次數超過一門檻值，發送用以指示該路面破損狀況之該通知訊息。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之路面品質偵測裝置，其中M大於等於3。
  9. 一種路面品質偵測系統，包括： M個震動感測器，分別裝設於M個路邊固定裝置，以取得反映一路面震動事件之M筆震動感測波形資料，其中M為大於1的正整數；以及 一路面品質偵測裝置，通訊連接該M個震動感測器，該路面品質偵測裝置包括： 一記憶體；以及 一處理電路，耦接該記憶體，並經配置而用以： 自該M個震動感測器擷取該M筆震動感測波形資料； 自各該M筆震動感測波形資料識別一連續性波形特徵； 根據該M筆震動感測波形資料之該些連續性波形特徵以及該M個路邊固定裝置位置，識別一路面破損狀況；以及 發送用以指示該路面破損狀況之一通知訊息。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之路面品質偵測系統，其中該M個震動感測器分別裝設於該M個路邊固定裝置之底座。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之路面品質偵測系統，更包括： 一後端管理平台，該後端管理平台根據該通知訊息產生一道路修繕維護資料，以提供對一或多個特定路段進行修繕或維護的指示。
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