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高等级公路车辙自动检测系统研制
| 论文题名： | 高等级公路车辙自动检测系统研制 |
| 关键词： | 高等级公路;路面养护;车辙检测;超声波测距;数据采集;CAN现场总线 |
| 摘要： | 路面车辙信息直接反映道路横断面的好坏和行车的安全性，而且路面破损前期80％均有较为严重的车辙，故在我国高等级公路的大发展的今天，车辙检测对高等级公路养护管理工作具有重要意义，是我国高等级公路以及城市干线道路建设的重要课题。本课题来源于武汉理工大学智能交通研究中心与新疆交通厅合作科研开发项目“高等级公路数据采集与管理系统开发”。为了高效、准确、稳定的获取路面车辙信息，在对国内外路面车辙采集系统调研和分析的基础上，建立了基于超声波传感器的路面车辙自动采集系统。 论文对车辙的概念及其检测方法进行了分析和研究，在此基础上对车辙自动检测系统进行了系统功能设计和检测方案设计。构建了一套由光电编码器、计数卡、嵌入式工控机、多通道高精度A/D采样卡、及上位工控机组成的车辙自动采集系统整个自动检测系统的平台，并对各硬件基本原理进行了介绍。 论文详细论述了超声波测距的基本理论，包括超声波震动传播速度、中心频率、发射角控制、发射能量、检测距离、动态检测等；并根据电路输出波形特征设计了有效的降噪方法，使超声波传感器的精度达到了0.2％，然后对降噪后的信号进行了标定。 论文对下位机系统主要内容和设计预期目标进行了分析，对系统硬件进行了设计，包括硬件构成、横梁机械制作、供电电路、接口电路及其设备安装等。对数据采集模块进行了设计，包括采集硬件的初始化，A/D转换，擞据采集等。设计了CAN总线传输，并对CAN总线的报文帧格式进行了研究，根据CAN报文的帧格式制定了具有时效性的上位机与下位机通讯应用层协议。 论文还对上位机系统功能进行了分析，在此基础上对系统运行环境和工作过程进行了分析，并设计了系统软件架构；针对车辙计算公式，给出了车辙计算过程，同时针对超声传感器的物理特性，给出了车辙检测的校正方法，并给出了校正程序的关键代码。对车辙数据库进行了概念结构设计、逻辑结构设计及其物理设计；并开发了车辙数据管理软件，可根据检测工作流水号实现路线、路段、养管单位、车辙等相关数据的添加、删除等管理功能。 经过以上研究工作，在较低代价的条件下，实现了高等级公路车辙自动检测系统，它具有高速检测、自动检测、无损检测方面的优点，可为公路的养护提供大量所需的车辙参考数据。 |
| 作者： | 汪恩军 |
| 专业： | 计算机应用技术 |
| 导师： | 陈先桥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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