高等級(jí)公路車轍自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)研制.pdf

1、路面車轍信息直接反映道路橫斷面的好壞和行車的安全性，而且路面破損前期80％均有較為嚴(yán)重的車轍，故在我國高等級(jí)公路的大發(fā)展的今天，車轍檢測(cè)對(duì)高等級(jí)公路養(yǎng)護(hù)管理工作具有重要意義，是我國高等級(jí)公路以及城市干線道路建設(shè)的重要課題。本課題來源于武漢理工大學(xué)智能交通研究中心與新疆交通廳合作科研開發(fā)項(xiàng)目“高等級(jí)公路數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)開發(fā)”。為了高效、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的獲取路面車轍信息，在對(duì)國內(nèi)外路面車轍采集系統(tǒng)調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，建立了基于超聲波傳感器的路

2、面車轍自動(dòng)采集系統(tǒng)。 論文對(duì)車轍的概念及其檢測(cè)方法進(jìn)行了分析和研究，在此基礎(chǔ)上對(duì)車轍自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)和檢測(cè)方案設(shè)計(jì)。構(gòu)建了一套由光電編碼器、計(jì)數(shù)卡、嵌入式工控機(jī)、多通道高精度A/D采樣卡、及上位工控機(jī)組成的車轍自動(dòng)采集系統(tǒng)整個(gè)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的平臺(tái)，并對(duì)各硬件基本原理進(jìn)行了介紹。 論文詳細(xì)論述了超聲波測(cè)距的基本理論，包括超聲波震動(dòng)傳播速度、中心頻率、發(fā)射角控制、發(fā)射能量、檢測(cè)距離、動(dòng)態(tài)檢測(cè)等；并根據(jù)電路輸出波形

3、特征設(shè)計(jì)了有效的降噪方法，使超聲波傳感器的精度達(dá)到了0.2％，然后對(duì)降噪后的信號(hào)進(jìn)行了標(biāo)定。 論文對(duì)下位機(jī)系統(tǒng)主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行了分析，對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括硬件構(gòu)成、橫梁機(jī)械制作、供電電路、接口電路及其設(shè)備安裝等。對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括采集硬件的初始化，A/D轉(zhuǎn)換，擻據(jù)采集等。設(shè)計(jì)了CAN總線傳輸，并對(duì)CAN總線的報(bào)文幀格式進(jìn)行了研究，根據(jù)CAN報(bào)文的幀格式制定了具有時(shí)效性的上位機(jī)與下位機(jī)通訊應(yīng)用層協(xié)議。

4、 論文還對(duì)上位機(jī)系統(tǒng)功能進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境和工作過程進(jìn)行了分析，并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件架構(gòu)；針對(duì)車轍計(jì)算公式，給出了車轍計(jì)算過程，同時(shí)針對(duì)超聲傳感器的物理特性，給出了車轍檢測(cè)的校正方法，并給出了校正程序的關(guān)鍵代碼。對(duì)車轍數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其物理設(shè)計(jì)；并開發(fā)了車轍數(shù)據(jù)管理軟件，可根據(jù)檢測(cè)工作流水號(hào)實(shí)現(xiàn)路線、路段、養(yǎng)管單位、車轍等相關(guān)數(shù)據(jù)的添加、刪除等管理功能。 經(jīng)過以上研究工作，在較低代價(jià)的