一种行车测速方法技术

本发明专利技术公开了一种行车测速方法，具体涉及一种公路上行驶车辆的测速方法，该测速方法包括如下步骤：获取车辆行驶中产生的路面竖向应力时域信号；利用Sigview信号分析软件通过快速傅里叶变换（FFT）将竖向应力时域信号转化为频域信号；获取主频率（Predominant Frequency）这一频域值；通过主频率这一频率值及行车前后轮间距计算行车速度。本发明专利技术所提供的车辆行驶测速方法不仅可以利用蓝牙力学传感器（智能颗粒）来获取路面力学参数，又可以根据实际需要将蓝牙力学传感器任意放置于面层一定范围内（应力影响范围）来获取行驶车速这一交通参数，扩大了其应用范围，可以将蓝牙力学传感器应用于公路养护领域。学传感器应用于公路养护领域。学传感器应用于公路养护领域。

【技术实现步骤摘要】
一种行车测速方法


[0001]本专利技术涉及公路
，具体为一种行车测速方法。

技术介绍

[0002]我国当前大环境下，虽然公路大建设的高峰期已然过去，但是基础设施建设的热度并没有下降，尤其在公路领域，只是转移了侧重点。我国公路养护将逐步走向市场化、专业化，而相关的养护规范也将推进标准化。
[0003]由于公路养护行业需要大量的历史数据，因此其大发展离不开各类可以应用于路面的传感器，在此过程中兴起了一大批各式各样的力学类传感器，但是在公路养护领域，仅仅只获得路面的力学参数是不够的，在进行路面全寿命周期内的养护方案指定时，还需要大量关于路面车辆的历史交通信息，例如载重、车速等，但是现有的力学类传感器无法满足这一需求。
[0004]智能颗粒作为力学类传感器的一种，它是接近粗集料粒径大小的正方体微型传感器，使其既有传统力学传感器获得路面力学响应的功能，也可以实现蓝牙远程采集数据，方便高效，它现已在铁路、公路等大土木领域都有所应用，并取得了一定的成果。
[0005]公路养护领域想要走向专业化，其所依靠的传感器不能局限于力学性能的感知，必须也要具备获取路面交通信息的能力，因此，现今不仅是一场公路养护领域的大变革，更是一场力学类传感器的大发展时期。

技术实现思路

[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种行车测速方法，包括如下步骤：
[0007]a.获取车辆行驶中产生的路面竖向应力信号；
[0008]b.利用Sigview信号分析软件通过快速傅里叶变换将竖向应力时域信号转化为频域信号；
[0009]c.获取主频率这一频域值；
[0010]d.通过主频率这一频率值及行车前后轮间距计算行车的实测速度。
[0011]优选的，所述在步骤a中，通过采集埋在路面中的蓝牙力学传感器获取车辆行驶中产生的路面竖向应力时域信号数据。
[0012]优选的，所述在步骤a中，所获得的时域信号中至少应该包括一个以上的应力峰，所使用的时域信号数据应尽可能来自于光滑的竖向应力时域信号曲线。
[0013]优选的，所述在步骤a中，若在对应采集频率下，数据丢包情况严重，例如100Hz下每秒丢失10个以上的数据点，应利用Matlab补充残缺点。
[0014]优选的，所述在步骤b中，根据采集数据点数确定实际采集频率，利用可计算出实际采集频率，其中N为实际数据点数，T
T
为所采集的时域数据所历经总时间，并利用Sigview信号分析软件通过快速傅里叶变换将竖向应力时域信号转化为频域信号。
[0015]优选的，所述在步骤c中，根据不同的情况，确定相应的主频率。
[0016]下面进行分别介绍：
[0017]当时域信号中的竖向应力响应曲线较为光滑，且频域信号只有一个峰值时，获取频域信号中峰值时所对应的频率f，即主频率；
[0018]当时域信号中的竖向应力响应曲线较为粗糙，且频域信号有一个以上的峰值时，获取频域信号中峰值最大时所对应的频率f作为主频率；
[0019]当时域信号中的竖向应力响应曲线较为光滑，且频域信号有一个以上的峰值时，获取频域信号中第一个峰值所对应的频率f作为主频率。
[0020]优选的，所述在步骤d中，由相关快递傅里叶变换理论知识可知，时域信号中的非对称信号可以转化为不同频率下的正弦函数叠加，即为频域信号，而主频率所对应的时域下的应力信号应是以两个相邻应力峰为该频率下相邻波峰的正弦信号。
[0021]优选的，所述在步骤d中，由相关主频率和应力波的相关理论知识可知，主频率所对应的路面粗糙度波长为时域信号中两个应力峰路程之差，即为车辆前后轮的间距，即间距S＝波长λ。
[0022]优选的，所述在步骤d中，利用公式V＝λ
·
f可以计算出行车的实际速度。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术以一种蓝牙力学传感器所采集到的时域竖向应力响应信号为基础，利用快速傅里叶变换将时域的力学信号转化为频域下的信号，从中可以找到主频率这一特殊频率值，由此可以根据路面粗糙度波长计算出行车速度。在采集到的力学信号较好的情况下，该测速方法所获得的计算速度是十分精确的；
[0025]以主频率为基础计算出的行车速度不仅可以消除车辆轴载对车速的影响，另外可以根据实际需求在路面的一定空间范围内(应力影响范围)任意埋设传感器采集数据；
[0026]将蓝牙力学传感器原本只能获取路面力学信号的功能进行拓展，使其能够获得行车速度这一重要的交通参数，因此，蓝牙力学传感器可用于土木与交通的交叉领域，例如道路养护、安全等。
附图说明
[0027]图1为本专利技术时域信号示意图；
[0028]图2
‑
1为本专利技术路面粗糙度波长时域信号示意图；
[0029]图2
‑
2为本专利技术主频率频域信号示意图；
[0030]图3
‑
1为本专利技术时域信号图
‑
状况一；
[0031]图3
‑
2为本专利技术频域信号图
‑
状况一；
[0032]图4
‑
1为本专利技术时域信号图
‑
状况二；
[0033]图4
‑
2为本专利技术频域信号图
‑
状况二；
[0034]图5
‑
1为本专利技术时域信号图
‑
状况三；
[0035]图5
‑
2为本专利技术频域信号图
‑
状况三；
[0036]图6
‑
1为本专利技术时域信号图
‑
状况四；
[0037]图6
‑
2为本专利技术频域信号图
‑
状况四；
[0038]图7
‑
1为本专利技术外轮处轴载
‑
计算车速影响图；
[0039]图7
‑
2为本专利技术距外轮30cm处轴载
‑
计算车速影响图；
[0040]图8为本专利技术平面位置
‑
计算车速影响图。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]本专利技术提供一种技术方案：一种行车测速方法，包括如下步骤：
[0043]a.获取车辆行驶中产生的路面竖向应力时域信号；
[0044]b.利用Sigview信号分析软件通过快速傅里叶变换将竖向应力时域信号转化为频域信号；
[0045]c.获取主频率这一频域值；
[0046]d.通过主频率这一频率值及行车前后轮间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种行车测速方法，其特征在于,包括如下步骤：a.获取车辆行驶中产生的路面竖向应力时域信号；b.利用Sigview信号分析软件将竖向应力时域信号转化为频域信号；c.获取主频率这一频域值；d.通过主频率这一频率值及行车前后轮间距计算行车实测速度。2.根据权利要求1所述的一种行车测速方法，其特征在于：所述在步骤a中，通过埋在路面中的蓝牙力学传感器采集车辆行驶中产生的路面竖向应力时域信号数据。3.根据权利要求1所述的一种行车测速方法，其特征在于：所述在步骤a中，所获得的时域信号中至少应该包括一个以上的应力峰(应力曲线的峰值点)，所使用的时域信号数据应尽可能来自于光滑的竖向应力时域信号曲线。4.根据权利要求1所述的一种行车测速方法，其特征在于：所述在步骤a中，若在对应采集频率下，数据丢包情况严重，例如100Hz下每秒丢失10个以上的数据点，应利用Matlab补充残缺点(根据车速计算结果精确性判断是否需要补充数据)。5.根据权利要求1所述的一种行车测速方法，其特征在于：所述在步骤b中，根据采集数据点数确定实际采集频率，利用可计算出实际采集频率，其中N为实际数据点数，T
T
为所采集的时域信号数据所历经总时间，并利用Sigview信号分析软件通过快速傅里叶变换将竖向应力时域信号转...

【专利技术属性】
技术研发人员：程涛，史斌，崔健，沈维成，
申请(专利权)人：安徽省公路桥梁工程有限公司，
类型：发明
国别省市：