車載式壓實度實時檢測儀的研究與實現(xiàn).pdf

1、在道路施工中，壓實是使路基路面材料逐漸密實的重要環(huán)節(jié)，而壓實度檢測是保證壓實質(zhì)量的有效手段。車載式壓實度儀彌補了傳統(tǒng)檢測方法的缺陷，能夠?qū)崿F(xiàn)快速、連續(xù)、無損的壓實度檢測。論文以車載式壓實度實時檢測儀為研究對象，圍繞壓實度儀的軟硬件實現(xiàn)、精確定位方法和壓實度檢測方法等內(nèi)容展開研究。
　　首先，論文闡述了車載式壓實度儀的硬件實現(xiàn)。論文選用IEPE傳感器采集壓路機振動加速度信號，并設(shè)計了恒流源電路為傳感器提供電流激勵;設(shè)計了GPS/UW

2、B雙定位模塊;提出了雙處理器設(shè)計方案，由協(xié)處理器STM32F4完成A/D采樣和DSP運算，由主處理器i.MX6Q負責(zé)數(shù)據(jù)傳輸并控制各個功能模塊，雙處理器之間采用SPI總線進行通信，以增強系統(tǒng)的實時性。
　　其次，論文基于嵌入式Linux+Qt架構(gòu)進行了壓實度儀的軟件設(shè)計。論文介紹了Linux設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計方法，并重點闡述了SPI驅(qū)動程序設(shè)計;基于Qt框架設(shè)計了圖形用戶界面，實現(xiàn)了人機交互功能，可以為壓路機操作手提供實時的壓實質(zhì)

3、量信息，協(xié)助優(yōu)化既定的施工方案。
　　然后，論文針對壓實度連續(xù)檢測中記錄碾壓遍數(shù)、定位碾壓位置的需要，研究了精確定位方法。考慮到RTK-GPS價格昂貴，論文選擇民用GPS與UWB實現(xiàn)組合定位;基于卡爾曼濾波器設(shè)計了一種軌跡糾偏算法，提高了民用GPS的定位精度;闡述了UWB技術(shù)的定位原理，研究了基于TOF的雙向測距算法和Trilateration定位算法，試驗發(fā)現(xiàn)在基站間距較小的情況下，UWB能夠達到較高的定位精度。
　　最后

4、，論文研究了基于諧波分析的壓實度檢測方法，并嘗試使用CMV指標反映瀝青路面的壓實度。論文對現(xiàn)場試驗采集的振動加速度信號進行處理，基于漢明窗設(shè)計了FIR數(shù)字濾波器，去噪效果良好;采用FFT運算實現(xiàn)頻域轉(zhuǎn)換;在頻譜上提取振動信號的基波和二次諧波，代入CMV壓實度指標進行計算;試驗結(jié)果表明，隨著碾壓遍數(shù)增加，平均CMV值逐漸增大，符合壓實度增長的趨勢。
　　綜上，論文對車載式壓實度實時檢測儀進行了研究和實現(xiàn)，為今后進一步研究智能壓實技術(shù)