[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

摘要

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。

主权项

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，aZ,RMS为所研究单元的垂直方向加速度均方根，Na为所研究单元内加速度记录个数，aZ,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)waZ,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pi为单元i中IRI≥IRI0的概率，单元IRI值是否大于IRI0的观测值Yi服从伯努利分布Yi～B(pi)；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pi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。