原文传递
车载式压实度实时检测仪的研究与实现
| 论文题名： | 车载式压实度实时检测仪的研究与实现 |
| 关键词： | 道路施工;压实度检测仪;硬件设计;软件开发;定位精度 |
| 摘要： | 在道路施工中，压实是使路基路面材料逐渐密实的重要环节，而压实度检测是保证压实质量的有效手段。车载式压实度仪弥补了传统检测方法的缺陷，能够实现快速、连续、无损的压实度检测。论文以车载式压实度实时检测仪为研究对象，围绕压实度仪的软硬件实现、精确定位方法和压实度检测方法等内容展开研究。 首先，论文阐述了车载式压实度仪的硬件实现。论文选用IEPE传感器采集压路机振动加速度信号，并设计了恒流源电路为传感器提供电流激励;设计了GPS/UWB双定位模块;提出了双处理器设计方案，由协处理器STM32F4完成A/D采样和DSP运算，由主处理器i.MX6Q负责数据传输并控制各个功能模块，双处理器之间采用SPI总线进行通信，以增强系统的实时性。 其次，论文基于嵌入式Linux+Qt架构进行了压实度仪的软件设计。论文介绍了Linux设备驱动程序的设计方法，并重点阐述了SPI驱动程序设计;基于Qt框架设计了图形用户界面，实现了人机交互功能，可以为压路机操作手提供实时的压实质量信息，协助优化既定的施工方案。 然后，论文针对压实度连续检测中记录碾压遍数、定位碾压位置的需要，研究了精确定位方法。考虑到RTK-GPS价格昂贵，论文选择民用GPS与UWB实现组合定位;基于卡尔曼滤波器设计了一种轨迹纠偏算法，提高了民用GPS的定位精度;阐述了UWB技术的定位原理，研究了基于TOF的双向测距算法和Trilateration定位算法，试验发现在基站间距较小的情况下，UWB能够达到较高的定位精度。 最后，论文研究了基于谐波分析的压实度检测方法，并尝试使用CMV指标反映沥青路面的压实度。论文对现场试验采集的振动加速度信号进行处理，基于汉明窗设计了FIR数字滤波器，去噪效果良好;采用FFT运算实现频域转换;在频谱上提取振动信号的基波和二次谐波，代入CMV压实度指标进行计算;试验结果表明，随着碾压遍数增加，平均CMV值逐渐增大，符合压实度增长的趋势。 综上，论文对车载式压实度实时检测仪进行了研究和实现，为今后进一步研究智能压实技术打下了基础。 |
| 作者： | 李晔 |
| 专业： | 交通运输工程；交通信息工程及控制 |
| 导师： | 何铁军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
