[发明专利]一种路面平整度预测方法、系统及介质

说明书

本发明公开了一种路面平整度预测方法、系统及介质。该方法包括采集路面及车辆数据；重建道路轮廓，获得道路剖面；依据路面及车辆数据、道路剖面，通过半车模型仿真得到智能手机放置处的动力响应；建立卷积神经网络模型，并根据车辆速度和动力学响应信息进行训练；根据速度信息、加速度信息、角速度信息观测值估算路面平整度值。本发明采用常规乘用车辆进行监测，仅需要获取车辆行驶时智能手机采集的动力学数据即测量出道路路面平整度，对手机安装位置和测量车辆模型没有要求，测量效率高且能降低仪器成本；此外，本发明训练的模型能够将平整度数据以确定的距离间隔显示出来，有助于提高检测效率，精准维修道路，保证行车安全。

技术领域

本发明属于路面检测的技术领域，具体涉及一种路面平整度预测方法、系统及介质。

背景技术

本节中的说明只提供涉及本公开的背景信息，并且可能不构成现有技术。

路面经常受到质量较大的快速移动的车辆荷载，并处于自然环境中，因此路面很容易损坏，损坏后路面状况会加速恶化。不平整的路面会影响乘坐舒适性，还会造成车辆损伤、轮胎磨损，燃油消耗增长，路面维护成本和事故发生率增加。交通部提出，为了延长道路的使用寿命，维护交通安全，需要对路面平整度进行及时准确地评估。路面平整度是评定路面质量的三大技术指标之一，是指路面表面相对于理想平面的竖向偏差。1998年原交通部颁布的《公路工程质量检验评定标准》(JTJ 071-98)规定了3个平整度评价指标：最大间隙、平整度标准差、国际平整度指数路面平整度，提出国际平整度指标路面平整度作为评价平整度的标准。

路面平整度的传统测量方法主要分为两类：断面类平整度测定方法与反应类平整度测定方法。断面类平整度测定方法是通过测量道路表面凹凸状况得到纵断面，依据路面高程差得到相应的平整度评价指标，其精确度主要依赖于测量仪器的高程测量精度，对测量者的操作要求较高，成本较高，且难以在具有较多坑槽、病害严重的路面上测试。反应类平整度测定方法是通过量测车辆的振动响应来量测路面平整度，但需要经过车辆标定校正并换算之后才可较为准确地反映路面平整度，不具备普适性，且成本昂贵。

随着互联网大数据时代的到来，以往高消耗、高门槛低效率的路面平整度测量方法已经不能满足需求。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种路面平整度预测方法、系统及介质，在基于速度和加速度响应的路面检测技术中引入了机器学习相关内容，采用放置在车上的智能手机收集车辆行驶路程途中的速度和加速度信息，利用预训练得到的模型，预测生成路面平整度信息。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一个方面，提供了一种路面平整度预测方法，包括下述步骤：

采集路面及车辆数据；

重建道路轮廓，获得道路剖面；

依据路面及车辆数据、道路剖面，通过半车模型仿真得到智能手机放置处的动力响应；

建立卷积神经网络模型，并根据车辆速度和动力学响应信息进行训练；

根据速度信息、加速度信息、角速度信息观测值估算路面平整度值。

作为优选的技术放方案，所述路面及车辆数据包括：路面平整度的信息、车辆行驶速度和车辆模型参数。

作为优选的技术放方案，所述重建道路轮廓，获得道路剖面，具体为：

基于功率谱密度函数的方法，以设定的分辨率重建道路轮廓，获得道路剖面。

作为优选的技术放方案，所述通过半车模型仿真得到智能手机放置处的动力响应，具体为：