[发明专利]基于内置三轴加速传感器智能手机的路面质量评级方法

权利要求书

1.一种基于内置三轴加速传感器智能手机的路面质量评级方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)选定检测路段，确定检测车型、检测车速及采样频率；

(2)将手机垂直放置于前仪表盘面板上，手机底部与面板接触，车辆行驶整个检测路段；

(3)对检测路段进行单元划分，每个单元进行编码，将手机内三轴加速度传感器采集的数据与单元一一对应；

(4)提取手机中三轴加速传感器采集的垂直方向加速度，计算研究每个单元内标准化的垂直方向加速度均方根；

式中，a_Z,RMS为所研究单元的垂直方向加速度均方根，N_a为所研究单元内加速度记录个数，a_Z,n为所研究单元中第n个垂直方向加速度，g为重力加速度；

(5)计算速度修正的标准化加速度均方根；

NRMS＝(80/v)^wa_Z,RMS,w＝(m-1)/2

式中：v为车辆速度，w为调整参数，m为功率谱密度值PSD指数；

(6)建立logistics回归模型进行路面质量等级划分并对其进行误差评估，对于第i个路面单元，定义：

式中，IRI为国际平整度指数，IRI₀为分级界限值，假设p_i为单元i中IRI≥IRI₀的概率，单元IRI值是否大于IRI₀的观测值Y_i服从伯努利分布Y_i～B(p_i)；

在此基础上进行多项分类，形成多分应变量logistics回归模型，应变量分类是连续变化的，利用顺序logistics回归模型，满足下面关系式：

X＝NRMS

式中，α和β为回归系数，应变量Y的取值根据不同路面质量等级所对应的IRI确定，p_(≤1)i表示Y≤1且Y取整的概率，以此类推；上述模型鉴于各路段的标准化加速度均方根NRMS的值来预测路面被分到某个等级的概率；

用p_i的均方误差来评价预测误差：

各个路面质量等级所对应的标准化加速度均方根阈值由下式得出：

(7)通过受试者工作特征曲线来评估模型的表现；

(8)根据现有的各路面质量等级所对应的IRI₀，得出各等级的NRMS₀，将测量计算得到的NRMS对应到各等级中，进行道路质量快速评级。

2.根据权利要求1所述的基于内置三轴加速传感器智能手机的路面质量评级方法，其特征在于：步骤(5)中调整参数w通过基于logistics回归的三倍交叉验证来确定，将三轴加速传感器采集的所有数据分为三份，一份用来验证，两份用来训练，用训练数据来计算预测误差，一共重复三次验证，三次预测误差得到单一估计，对每个可能值重复这一过程，得到测试误差曲线，从而可以得到使误差最小的调整参数w。