[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

说明书

本发明提供了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，利用手机中的三轴加速传感器进行车辆振动数据的检测，并由该数据计算垂直方向加速度均方根以及基于速度修正的标准化加速度均方根，建立顺序logistics回归模型进行路面质量等级划分与误差评估，得出路面质量等级评定结果。本发明利用便携的手机监测方法在大部分的道路范围内取代了传统的路面检测方法，可以用来进行路网普查，迅速得出各路段的质量等级，选取质量等级差的路段进行针对性的平整度测量，这样可以解决目前激光平整度检测费用昂贵和工作量大的问题。

技术领域

本发明涉及一种路面平整度测试方法，具体涉及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。

背景技术

国际平整度指数(International Roughness Index)是评价路面性能方面应用最广泛的指标之一。1982年Sayers等在世界银行资助下在巴西等国家进行了路面平整度试验，并在此基础上提出了IRI。IRI是综合了断面类与动态类平整度测定方法的优点而得到的一个评价指标。该指标以四分之一车模型为基础，测试车辆以80km/h的速度行驶在路面上，在行驶距离内由动态反应悬挂系统的累积竖向位移量作为IRI值。由于IRI具有稳定性、有效性、可转移性等优点，因此，许多国家均采用该参数作为路面平整度验收指标。现有路面质量评价方法主要是建立路面高程与IRI之间的关系，测量设备多为激光式平整度仪，这些设备大都耗时费力、操作复杂，使用和养护成本高，不利于定时性的，大范围的检测路面平整度情况，从而不能及时的给路面养护和管理部门提供参考性意见。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供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，通过智能手机的三轴加速传感器可以迅速检测出路面平整度质量为优和中等的路面，从而能让激光平整度仪有针对的去检测路面质量等级为差的路面，这样既缩减了激光平整度仪测量路面平整度的工作量，也缩减了路面平整度检测的费用。

技术方案：本发明提供了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，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，每个单元段进行编码，将手机内三轴加速度传感器采集的数据与单元段一一对应；

(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，单元段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)；