[发明专利]一种基于移动终端的路面纵断面平整度实时检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于移动终端的路面纵断面平整度实时检测方法，该方法包括：

获取检测车辆在目标路面上的行驶数据；

根据卡尔曼滤波算法和RTS平滑算法联合建立路面轮廓推断算法，建立车辆物理参数识别及路面纵断面轮廓计算模型；

依据获取的车辆响应数据和所述车辆物理参数识别及路面纵断面轮廓计算模型，通过建立车辆物理参数识别目标函数，利用遗传优化算法计算获得车辆物理参数和目标路面的轮廓；

利用IRI指数模型计算得到检测车辆左、右两侧车轮行车轨迹上的目标路面平整度。

2.根据权利要求1所述的一种基于移动终端的路面纵断面平整度实时检测方法，其特征在于：所述获取检测车辆在目标路面上的行驶数据的步骤包括：

获取车辆行驶使两侧车轮同时通过已知形状减速带的行驶数据；

获取车辆行驶使单侧前、后车轮通过已知形状减速带的行驶数据；

获取车辆行驶在目标路面上的行驶数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于移动终端的路面纵断面平整度实时检测方法，其特征在于：建立车辆物理参数识别及路面纵断面轮廓计算模型包括以下步骤：

建立车-路耦合运动方程；

建立卡尔曼滤波方程；

将路面轮廓状态向量与车辆响应状态向量合并，形成增广状态向量；

根据增广状态向量建立增广卡尔曼滤波方程；

离散增广卡尔曼滤波方程，通过递归方程组推算得到系统状态向量；

利用RTS平滑算法对所述系统状态向量信息进行平滑优化，得到所述系统状态量的最优估计值。

4.根据权利要求3所述的一种基于移动终端的路面纵断面平整度实时检测方法，其特征在于：所述车-路耦合运动方程包括四自由度半车模型的车-路耦合运动方程和七自由度全车模型的车-路耦合运动方程。

5.根据权利要求4所述的一种基于移动终端的路面纵断面平整度实时检测方法，其特征在于：所述卡尔曼滤波方程包括系统状态空间方程和系统测量方程。

6.根据权利要求3所述的一种基于移动终端的路面纵断面平整度实时检测方法，其特征在于：所述车辆物理参数识别及路面纵断面轮廓计算具体包括以下步骤：

建立车辆物理参数识别目标函数，目标函数为车-路耦合运动方程计算得到车辆响应和实测的车辆响应之间的差别；

依据实测的车辆响应数据和所述车辆物理参数识别及路面纵断面轮廓计算模型，利用遗传优化算法最小化所述目标函数得到车辆物理参数的最优估计；

依据车辆物理参数的最优估计，将实测的车辆响应数据输入所述路面纵断面轮廓计算模型，计算获得路面纵断面轮廓。

7.根据权利要求6所述的一种基于移动终端的路面纵断面平整度实时检测方法，其特征在于：所述目标函数包括：车-路耦合运动方程计算得到车辆垂直加速度响应功率谱密度和实测车辆垂直加速度响应的功率谱密度、车-路耦合运动方程计算得到车辆俯仰角速度响应功率谱密度和实测的车辆俯仰角速度响应的功率谱密度、车-路耦合运动方程计算得到车辆侧倾角速度响应功率谱密度和实测的车辆侧倾角速度响应的功率谱密度中的一种或多种的组合。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于移动终端的路面纵断面平整度实时检测方法，其特征在于：所述车辆行驶数据包括车身振动加速度、车身俯仰角速度、车身侧倾角速度、车辆行驶GPS数据中的一种或多种。

9.一种基于移动终端的路面纵断面平整度实时检测系统，其特征在于：包括：

数据采集与传输模块：用于获取、存储和传输检测车辆的行驶数据；

数据计算模块：用于计算和输出检测车辆的物理参数和目标路面平整度；

所述数据计算模块与所述数据采集与传输模块通过通信连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于移动终端的路面纵断面平整度实时检测系统，其特征在于：所述数据采集与传输模块包括移动终端设备，所述移动终端设备包括传感器、存储器和无线通信模块；

所述传感器用于采集被测车辆的行驶数据；

所述存储器用于存储车辆的行驶数据；

所述无线通信模块用于数据采集模块和数据计算模块之间的数据传输；

所述传感器包括加速度传感器、角速度传感器、GPS传感器中的一种或多种。