城市道路上每天都運(yùn)營(yíng)著數(shù)以萬(wàn)計(jì)的車(chē)輛,嚴(yán)重的路面損壞不僅會(huì)影響城市交通,對(duì)行駛車(chē)輛造成損傷,甚至?xí)鸶鞣N交通事故。目前,國(guó)內(nèi)對(duì)道路損壞的檢測(cè)存在耗費(fèi)較大的人力、時(shí)間成本,不能快速定位損壞路面類(lèi)型及地理位置的缺點(diǎn)。因此,設(shè)計(jì)一種低成本,自動(dòng)快速識(shí)別、定位損壞路面的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有重要的意義。本文提出一種基于車(chē)輛振動(dòng)監(jiān)測(cè)道路損壞的方法:車(chē)載振動(dòng)傳感器自動(dòng)檢測(cè)車(chē)輛由于行駛于損壞路面產(chǎn)生的振動(dòng),數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理與損壞識(shí)別,同時(shí)可以定位損壞路面的地理位置信息。在實(shí)際應(yīng)用中,將振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)安裝在諸如城市出租車(chē)等的公共交通工具上,形成大規(guī)模的傳感網(wǎng)絡(luò),能夠更好地識(shí)別與定位路面損壞。PQCR-PSL傳感器是本實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、具有大感頻牽引率的電感式傳感器,可用于微位移測(cè)量與低頻振動(dòng)測(cè)量。本系統(tǒng)采用PQCR-PSL傳感器對(duì)車(chē)輛振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量,設(shè)計(jì)基于FPGA的雙路等精度測(cè)頻模塊,能夠在一定的測(cè)量精度下提高傳感器的采集速度。針對(duì)傳感器采集的車(chē)輛振動(dòng)信號(hào)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)去噪濾波器,包括均值濾除異常值、最小二乘法濾除趨勢(shì)項(xiàng)、基于CMSE的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解進(jìn)行信號(hào)去噪。對(duì)不同路... 

【文章來(lái)源】：西南交通大學(xué)四川省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 車(chē)載傳感器道路損壞檢測(cè)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文結(jié)構(gòu)安排
第2章 路面損壞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    2.1 基于振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)路面損壞的原理
    2.2 路面損壞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需求分析
    2.3 車(chē)輛振動(dòng)檢測(cè)傳感器選擇
    2.4 路面損壞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體框架
    2.5 本章小結(jié)
第3章 路面損壞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
    3.1 PQCR-PSL傳感器及其振動(dòng)測(cè)量原理
    3.2 振動(dòng)測(cè)量電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 PQCR-PSL諧振電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 其它部分電路設(shè)計(jì)
    3.3 FPGA振動(dòng)、溫度信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.3.1 雙路等精度測(cè)頻模塊
        3.3.2 溫度采集模塊
        3.3.3 Nios II軟核設(shè)計(jì)
    3.4 車(chē)載傳感Zigbee網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
        3.4.1 車(chē)載傳感器Zigbee通信技術(shù)介紹
        3.4.2 Zigbee網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)
    3.5 道路損壞監(jiān)測(cè)后臺(tái)上位機(jī)設(shè)計(jì)
        3.5.1 上位機(jī)各部分功能介紹
        3.5.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收及處理介紹
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于車(chē)載PQCR-PSL的振動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理
    4.1 實(shí)際道路數(shù)據(jù)采集介紹
    4.2 車(chē)輛振動(dòng)數(shù)據(jù)分析
    4.3 隨機(jī)低頻次噪聲濾波器設(shè)計(jì)
    4.4 最小二乘法濾除趨勢(shì)項(xiàng)
    4.5 基于CMSE的 EMD信號(hào)去噪
    4.6 本章小結(jié)
第5章 道路異常事件的識(shí)別與分類(lèi)
    5.1 道路異常事件識(shí)別與分類(lèi)流程
    5.2 均值法濾除干擾事件
    5.3 基于均方值的異常事件提取
    5.4 道路異常事件特征提取
        5.4.1 基于IMF歸一化能量的特征提取
        5.4.2 基于IMF能量熵的特征提取
    5.5 異常事件分類(lèi)
        5.5.1 二分類(lèi)模型介紹
        5.5.2 對(duì)窖井沉陷分類(lèi)模型的選擇
        5.5.3 對(duì)坑洼沉陷與凸起事件分類(lèi)模型的選擇
    5.6 本章小結(jié)
第6章 基于PQCR-PSL道路損壞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)試
    6.1 PQCR-PSL傳感器振動(dòng)性能測(cè)試
    6.2 系統(tǒng)識(shí)別路面損壞有效性測(cè)試
    6.3 GPS模塊及其Zigbee無(wú)線傳輸測(cè)試
    6.4 道路損壞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能聯(lián)合測(cè)試
    6.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解去噪方法研究[J]. 馬鑫,郝亞南.  科技視界. 2018(23)
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[5]基于PQCR-PSL的橋梁振動(dòng)無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]. 馬文卓,陳向東,丁星.  傳感器與微系統(tǒng). 2017(09)
[6]西藏林芝市瀝青路面早期破壞調(diào)查及成因探討[J]. 呂光東.  山西建筑. 2017(12)
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[8]瀝青路面損壞原因及熱再生技術(shù)的應(yīng)用對(duì)策[J]. 王亮.  交通世界. 2016(13)
[9]閘門(mén)長(zhǎng)度可調(diào)的等精度頻率計(jì)仿真及驗(yàn)證[J]. 陳路,張奪赟.  通訊世界. 2016(07)
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博士論文
[1]EMD算法研究及其在信號(hào)去噪中的應(yīng)用[D]. 王婷.哈爾濱工程大學(xué) 2010

碩士論文
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[2]路面破損對(duì)道路通行能力的影響研究[D]. 賈貴賓.北京交通大學(xué) 2015
[3]基于車(chē)載激光的道路平整度檢測(cè)系統(tǒng)研究[D]. 郭姣.首都師范大學(xué) 2013
[4]基于車(chē)載傳感器的路面質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D]. 徐慶江.華中科技大學(xué) 2012
[5]基于車(chē)載3D加速傳感器的路況監(jiān)測(cè)研究[D]. 魏明明.大連理工大學(xué) 2011
[6]客車(chē)振動(dòng)特性的分析與研究[D]. 王曉利.合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[7]基于USB 2.0高速接口的機(jī)床振動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[D]. 曹雛清.重慶大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3630705