基于众包模式的城市级路面危害坑洞检测技术

发布时间：2017-05-13 00:06

  本文关键词：基于众包模式的城市级路面危害坑洞检测技术，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会经济的发展,汽车已经成为人们不可或缺的代步工具。然而由于汽车数量的大幅度增加,以及道路未及时养护,产生了大量严重损毁的道路。而这些损毁状况严重的路面对驾驶安全、乘客舒适度以及车辆本身都产生了严重影响。如何能够实时、准确获取城市级规模的路面损毁状况,特别是那些危害到行车安全的危险坑洞,这对驾驶员的行驶安全与政府的道路养护都是至关重要的。因此为了获取路面损毁状况信息,路面损毁状况监测技术也逐渐成为当前的研究热点。为了能够实时地,低成本的准确估计出路面的损毁状况,具体来说就是路面坑洞的大小,本文提出了一种基于众包模式的城市级路面危害坑洞检测技术。在我们的研究方法中,我们利用广泛使用的手机传感器收集汽车在行驶过程中的各种数据,同时系统能够主动地学习汽车的属性,使用车辆中的智能手机的振动、3D加速度传感器和GPS的感知数据,检测路面危害坑洞的位置,估计危害坑洞信息,同时利用众包模式聚合所有用户的信息,以聚合并优化路面坑洞检测精度。该方案成本低廉,易于大量部署,而且不受车辆品种与环境因素影响。实验结果表明该方法能够获取相对精确路面坑洞的长度和深度估计,在我们的实验中,估计的宽度与深度检测的误差率分别为13%和16%。
【关键词】：路面坑洞检测 智能手机 众包 城市级 3D加速度传感器
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 社会背景10
• 1.2 研究现状和相关工作10-14
• 1.2.1 基于特制传感器的相关工作12
• 1.2.2 基于振动传感器的相关工作12-14
• 1.2.3 其他相关工作14
• 1.3 研究创新14-16
• 第二章 传感器基本知识16-20
• 2.1 加速度传感器介绍16-18
• 2.1.1 加速度传感器指标16
• 2.1.2 测量轴数量16-17
• 2.1.3 最大测量值17
• 2.1.4 灵敏度17-18
• 2.1.5 采样频率18
• 2.2 手机加速度传感器18-20
• 第三章 问题定义和系统模型20-22
• 3.1 问题定义20
• 3.2 系统模型20-21
• 3.3 设计目标21-22
• 第四章 系统设计22-36
• 4.1 系统概述22-25
• 4.1.1 传感器数据采集23-24
• 4.1.2 加速度数据预处理24
• 4.1.3 属性感知24-25
• 4.1.4 个体感知结果聚集25
• 4.2 一自由度振动模型的背景知识25-27
• 4.3 加速度数据的预处理27-29
• 4.3.1 振动数据的平滑处理和分段27-28
• 4.3.2 坑洞数据的识别28-29
• 4.4 感知坑洞属性29-33
• 4.4.1 振动恢复29-31
• 4.4.2 深度估计31-33
• 4.4.3 长度估计33
• 4.5 众包和数据聚集33-35
• 4.5.1 众包方法33-34
• 4.5.2 聚集个体的感知结果34-35
• 4.6 本章小结35-36
• 第五章 系统实施细节研究36-42
• 5.1 对不规则坑洞数据的处理36-37
• 5.2 车辆速度和手机采样率的影响37
• 5.3 有效的感知数据以及车轮 (探测轮) 的选择37-38
• 5.4 智能手机的摆放位置和重定向38
• 5.5 坑洞的真实深度和感知深度38
• 5.6 获取轴距信息38-39
• 5.7 本章小结39-42
• 第六章 原型系统42-44
• 6.1 实验环境42
• 6.2 初步结果42-43
• 6.3 本章小结43-44
• 第七章 实验结果评估44-52
• 7.1 实验方法44
• 7.2 车辆速度和手机采样率的影响44-46
• 7.3 手机放置位置和边轮的影响46-48
• 7.4 总体性能48-50
• 7.4.1 坑洞估计误差的累计分布分析48-49
• 7.4.2 聚集前后效果比较49-50
• 7.5 本章小结50-52
• 全文总结52-54
• 参考文献54-60
• 致谢60-62
• 攻读学位期间发表的学术论文目录62-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 张椺;魏朗;余强;;基于有效路形的车辆振动模型[J];交通运输工程学报;2008年04期

2 廖庆斌;李舜酩;覃小攀;;车辆振动信号的特征提取方法比较[J];吉林大学学报(工学版);2007年04期

3 周华飞,蒋建群,张土乔,徐江平;高速公路路面凹陷变形引起的车辆振动水平分析[J];振动与冲击;2004年02期

4 范显峰,姜兴渭;基于小波包变换的信号去噪方法研究[J];哈尔滨工业大学学报;2003年07期

5 丁玉庆;汽车振动系统的简化及数学模型的建立[J];南京理工大学学报(自然科学版);2001年04期

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本文编号：361141