路面平整度檢測儀及路面平整度測量方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及路面平整度測量技術，尤其涉及一種路面平整度檢測儀及路面平整度測量方法。
【背景技術】
[0002]路面平整度(Road Surface Roughness)是指路表面縱向凹凸量的偏差值，其是評定路面質量的重要技術指標之一，它關系到行車的安全、舒適以及路面所能承受沖擊力的大小和使用壽命，不平整的路表面會增大行車阻力，使車輛產生附加的振動作用，不但影響行車的速度和安全，而且還會影響駕駛的平穩(wěn)和乘客的舒適程度。因此，很有必要對路面平整度進行測試并保持一定的平整度。
[0003]目前，主要用傳統(tǒng)路面儀對路面平整度進行測量，傳統(tǒng)路面儀包括:單軸加速度傳感器、激光測距傳感器和里程計數(shù)傳感器。利用傳統(tǒng)路面儀測量時，假設汽車底盤只在垂直于地面的方向上運動，具體測量方法為:利用傳統(tǒng)路面儀的單軸加速度傳感器測出垂直于地面方向上的垂直加速度，垂直加速度減去靜態(tài)的重力加速度，得到傳統(tǒng)路面儀振動的加速度，對傳統(tǒng)路面儀振動的加速度進行二次雙重積分，得到傳統(tǒng)路面儀振動的位移量，利用激光測距傳感器測出傳統(tǒng)路面儀與待測試路面的距離，利用里程計數(shù)傳感器測出傳統(tǒng)路面儀的水平位移，用傳統(tǒng)路面儀振動的位移量減去傳統(tǒng)路面儀與待測試路面的距離，得到的就是傳統(tǒng)路面儀水平位移范圍內待測試路面的平整度信息。
[0004]由于利用傳統(tǒng)路面儀測量路面平整度是在假設汽車底盤僅在垂直方向上運動進行的，但事實上汽車底盤振動不單純是個垂直振動的過程，還帶有旋轉運動，因此，利用傳統(tǒng)路面儀測量路面平整度精度時，測量精度受到汽車底盤旋轉運動的影響，精度低。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明提供一種路面平整度檢測儀及路面平整度測量方法，能夠克服測試車輛底盤旋轉運動引起的誤差，提高了路面平整度檢測儀的精度。
[0006]本發(fā)明提供的一種路面平整度檢測儀，包括:二軸加速度傳感器、激光測距傳感器、里程計數(shù)傳感器、陀螺儀和處理器；
[0007]所述二軸加速度傳感器，用于在第t時刻時測量所述路面平整度檢測儀在垂直于所述路面平整度檢測儀方向上的第一加速度a_measuredy (t)和在平行于所述路面平整度檢測儀方向上的第二加速度a_measuredx (t)；
[0008]所述激光測距傳感器，用于測量所述路面平整度檢測儀在第t時刻時與待測試路面之間的距離h(t);
[0009]所述里程計數(shù)傳感器，用于測量所述路面平整度檢測儀在第t時刻時的水平位移量Sx⑴；
[0010]所述陀螺儀，用于測量所述路面平整度檢測儀在第t時刻時與水平路面之間的旋轉角度Θ (t);
[0011]所述處理器，用于根據所述第一加速度a_measuredy⑴、所述第二加速度a_measuredx(t)、所述旋轉角度Θ (t)和重力加速度g，計算所述路面平整度檢測儀第t時刻時在豎直方向上的振動加速度ay(t)，還用于根據所述振動加速度ay(t)，計算所述路面平整度檢測儀第t時刻時在豎直方向上振動的位移量sy (t)，還用于根據所述路面平整度檢測儀與所述待測試路面之間的距離h(t)和所述路面平整度檢測儀在豎直方向上振動的位移量sy (t)，獲取所述水平位移量sx (t)范圍內所述待測試路面的路面平整度Wy (t)。
[0012]本發(fā)明還提供了一種路面平整度測量方法，使用路面平整度檢測儀測量路面平整度，其中，所述路面平整度檢測儀固定安裝在測試車輛上，其特征在于，所述路面平整度測量方法，包括:
[0013]在第t時刻時，測量所述路面平整度檢測儀在垂直于所述路面平整度檢測儀方向上的第一加速度a_measuredy (t)和在平行于所述路面平整度檢測儀方向上的第二加速度a_measuredx (t)；
[0014]測量所述路面平整度檢測儀在第t時刻時與待測試路面之間的距離h(t);
[0015]測量所述路面平整度檢測儀在所述待測試路面上移動的位移，得到第t時刻時所述路面平整度檢測儀的水平位移量Sx (t);
[0016]測量所述路面平整度檢測儀在第t時刻時與水平路面之間的旋轉角度Θ⑴；
[0017]根據所述第一加速度a_measuredy (t)、所述第二加速度a_measuredx (t)、所述旋轉角度Θ (t)和重力加速度g，計算所述路面平整度檢測儀第t時刻時在豎直方向上的振動加速度ay (t)；
[0018]根據所述振動加速度ay (t)，計算所述路面平整度檢測儀第t時刻時在豎直方向上振動的位移量sy (t)；
[0019]根據所述路面平整度檢測儀與所述待測試路面之間的距離h(t)和所述路面平整度檢測儀在豎直方向上振動的位移量Sy(t)，獲取在所述水平位移量Sx(t)范圍內所述待測試路面的路面平整度Wy (t)。
[0020]本發(fā)明提供的路面平整度檢測儀及路面平整度測量方法，通過利用二軸加速度傳感器測量路面平整度檢測儀在垂直于路面平整度檢測儀方向上的第一加速度和在平行于所述路面平整度檢測儀方向上的第二加速度，利用激光測距傳感器測量路面平整度檢測儀與待測試路面之間的距離，利用里程計數(shù)傳感器測量路面平整度檢測儀的水平位移量，利用陀螺儀測量路面平整度檢測儀與水平路面之間的旋轉角度以及利用處理器對上述第一加速度、第二加速度、距離進行處理，準確測量了待測試路面的路面平整度，校準了由于測試車輛底盤旋轉運動帶來的誤差，提高了路面平整度檢測儀的測量精度。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明路面平整度檢測儀實施例一的結構示意圖；
[0023]圖2為圖1所不路面平整度檢測儀測量值的不意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明路面平整度檢測儀實施例二的結構示意圖；
[0025]圖4為圖3所述路面平整度檢測儀中校正裝置的結構示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明路面平整度測量方法實施例一的流程圖；
[0027]圖6為本發(fā)明路面平整度測量方法實施例二的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0029]路面平整度(Road Surface Roughness)是指路表面縱向凹凸量的偏差值，其是評定路面質量的重要技術指標之一，主要反映路面縱斷面剖面曲線的平整性。當路面縱斷面剖面曲線相對平滑時，表示路面相對平整，或平整度相對好，反之則表示平整度相對差。
[0030]由于路面平整度直接關系到行車安全、舒適程度以及路面所能承受的沖擊力大小，所以，平整度較差的路面會增大行車阻力，使車輛產生附加的振動作用，這種振動作用會造成行車顛簸，不但影響了行車的速度和安全，而且還影響了駕駛的平穩(wěn)和乘客的舒適程度。進一步的，附加的振動作用還會對路面施加沖擊力，從而加劇路面和車輛的損壞以及車輛輪胎的磨損，并增大油料的消耗。因此，為了減少振動沖擊力，提高行車速度和增進行車的舒適性、安全性，路面應該保持一定的平整度。
[0031]現(xiàn)階段，傳統(tǒng)的路面儀能夠完成路面平整度的檢測。具體的，傳統(tǒng)路面儀包括:單軸加速度傳感器、激光測距傳感器和里程計數(shù)傳感器。利用傳統(tǒng)路面儀測量時，僅是汽車底盤在垂直于地面方向上運動的假設下進行的，具體為:首先，利用傳統(tǒng)路面儀的單軸加速度傳感器測出垂直于地面方向上的垂直加速度，垂直加速度減去靜態(tài)的重力加速度，得到傳統(tǒng)路面儀振動的加速度，對其進行二次雙重積分處理，得到傳統(tǒng)路面儀振動的位移量；其次，利用激光測距傳感器測出傳統(tǒng)路面儀與待測試路面的距離，利用里程計數(shù)傳感器測出傳統(tǒng)路面儀的水平位移；最后，用傳統(tǒng)路面儀振動的位移量減去傳統(tǒng)路面儀與待測試路面的距離，得到的就是傳統(tǒng)路面儀水平位移范圍內待測試路面的平整度信息。
[0032]如果測試車輛的底盤僅在垂直于地面的方向上運動，利用上述傳統(tǒng)路面儀可以準確的測出待測試路面的平整度信息，然而，事實上測試車輛的底盤振動并不單純是個垂直振動的過程，其還帶有一定的旋轉運動，因此，傳統(tǒng)路面儀的測量精度受到測試車輛底盤旋轉運動的影響，精度低。
[0033]針對上述傳統(tǒng)路面儀測量精度低的問題，本發(fā)明提出了一種路面平整度檢測儀及路面平整度測量方法，能夠解決測試車輛底盤旋轉運動引起的誤差，提高了路面平整度檢測儀的精度。
[0034]圖1為本發(fā)明路面平整度檢測儀實施例一的結構示意圖。圖2為圖1所示路面平整度檢測儀測量值的示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實施例一提供的路面平整度檢測儀，包括:二軸加速度傳感器11、激光測距傳感器12、里程計數(shù)傳感器13、陀螺儀14和處理器15。
[0035]二軸加速度傳感器11，用于在第t時刻時測量路面平整度檢測儀在垂直于該路面平整度檢測儀方向上的第一加速度a_measuredy (t)和在平行于該路面