收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于插光谱技术和机器学习的路面状态检测研究

魏志城  
【摘要】:随着时代的发展,我国公路网在迅速的扩建,至2019年底,我国公路的铺建里程已超过500万公里。但随着公路的扩建,因路况(积水、结冰、干燥)导致的交通事故也在不断的上升,而我国在路面状况检测技术方面仍有不足,且目前已在公路上使用的检测装置大部分源于国外,价格也较为昂贵。故本文提出一种基于VNIR(可见-近红外)光谱技术和机器学习的路面状况检测方案,该方案的主要研究内容如下:(1)对该方案的检测原理进行了分析,确定方案在原理上的可行性,并对近红外光谱分析技术的分析过程及检测方式进行介绍分析,经对比分析最终采用近红外漫反射检测法获取路面的光谱数据。(2)介绍了可见-近红外微型光谱仪的构成,并针对仪器的积分时间、重复性性能两方面设计测试试验,分别确定了白天和夜晚的最佳积分时间,且验证了微型光谱仪的重复性性能。(3)根据近红外漫反射检测法设计了路面反射光谱采集系统,对采集方案进行了详细的阐述,并针对白天路面光谱采集中出现的仪器输出饱和问题和不同路面的类谱现象进行了分析,指明了仪器的最佳工作范围为最大输出范围的1/3~2/3,分别提出了通过加装偏振片的方法解决仪器输出饱和问题,加入参考本底的明显特征点解决类谱现象。(4)设计了路面状况检测的软件平台。包括基于LabVIEW的用户交互上位机设计,其集成了光谱数据采集、预处理、存贮及仪器积分时间控制功能,基于嵌入式C语言编写USB驱动,实现光谱数据的USB传输。为了实现数据的远距离传输,利用嵌入式开发板S3C2440集成的网口设计网络传输程序,使数据能够传输到远距离的终端。并利用标准偏差计算公式和数据传输前后的对比分析,完成USB传输和网络传输的性能验证。(5)建立可见-近红外光谱路面状况识别模型。建模之前对光谱数据进行了特征波段的选取和平滑去噪预处理,因要完成全天的路面状况检测,故分别建立白天和夜晚的识别模型,白天模型建立部分:为了完成各路面状况的区分及积水路面的厚度预测,故建立了路面的定量分析模型,本文采用SVM和BP神经网络建立路面区分的定量模型,并做对比分析,实验表明BP神经网络定量模型具有更好的识别效果,验证集识别率达96.85%,识别出积水路面后,建立两隐含层的BP神经网络对积水厚度进行定量分析,结果表明验证集准确率为86.56%。夜晚模型建立部分:因夜晚不存在白天的类谱现象,无需添加额外特征点,故本文通过建立一个BP神经网络同时完成路面区分的定量分析及积水路面的定量分析,实验结果表明路面区分时模型验证集的准确率为100%,厚度分析时验证集的准确率为96.67%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 梁斌;;路面行驶质量合理量化评定标准研究[J];北方交通;2019年12期
2 吴秋霖;张颖超;李宗锋;;海绵城市透水路面病害及养护策略分析[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2021年08期
3 王劲松;;公路路基路面及排水结构设计论述[J];运输经理世界;2020年11期
4 徐国卿;王玉琴;杨影;徐坤;;复杂动态路面的电动轮附着状态识别与稳定控制策略研究[J];机械工程学报;2019年22期
5 刘艳;;农村公路旧路改造中的路面处理分析[J];黑龙江交通科技;2019年12期
6 王旭东;杨光忠;;关于高速公路路面裂缝养护施工技术与有效措施[J];黑龙江交通科技;2020年02期
7 袁喜魁;;基于路面扩宽施工的原路面处理技术[J];交通世界;2020年09期
8 林浩;;道路改造设计中老路路基、路面利用问题分析[J];住宅与房地产;2020年09期
9 徐婷;;公路桥梁路面工程的施工技术[J];科技创新导报;2019年36期
10 梁斌;;路面抗滑能力检测方法和评定标准研究[J];山西交通科技;2020年01期
11 梁伯全;;路面升级改造的发展趋势[J];建材与装饰;2020年13期
12 苏伟;;“白改黑”路面的隐患及预防对策[J];四川水泥;2020年05期
13 陈曾彪;;道路改造设计中老路路基与路面利用分析[J];江西建材;2020年08期
14 金平;于越华;;路面工程质量通病及防治关键措施研究与分析[J];安徽建筑;2020年08期
15 刘永兴;;公路路面扩宽中新老路面拼接的施工问题与对策[J];西部交通科技;2020年05期
16 陈伟雄;;浅谈创新型“夜光漫道”荧光路面[J];四川水泥;2020年12期
17 王兆宇;;探析市政道路工程路面水稳层施工技术要点[J];地产;2019年13期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 李松龄;裴玉龙;;路面附着性能影响因素分析及改善对策的研究[A];第九次全国城市道路与交通工程学术会议论文集[C];2007年
2 李松龄;裴玉龙;;路面附着性能影响因素分析及改善对策的研究[A];第九次全国城市道路与交通工程学术会议论文集[C];2007年
3 高亮;郭志东;张永;;比利时路面在乡村公路安保工程中的应用研究[A];中国公路学会2013年学术年会论文集[C];2013年
4 杨刚;孙亚珍;赵颖华;;温度场作用下路面损伤的仿真模拟[A];力学与西部开发会议论文集[C];2001年
5 王炅田;赵文忠;;浅谈路面早期损坏的因素[A];长治—晋城高速公路总结大会专辑[C];2004年
6 崔玉红;周世才;严宗达;;国外道桥路面快速抢修技术研究述评(一)[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2004年
7 徐进军;张毅;崔晨风;郑炎兵;;基于激光扫描技术的路面测量[A];湖北省测绘学会2006年度科学技术交流会论文集[C];2006年
8 侯立荣;吕群;;嵌草路面铺设施工探讨[A];2016年4月建筑科技与管理学术交流会论文集[C];2016年
9 李莉;;路面自动化检测及应用[A];软科学论坛——能源环境与技术应用研讨会论文集[C];2015年
10 马艺强;;未来路面,塑料打造[A];养护与管理2015年第09期(总第55期)[C];2015年
11 刘显臣;;路面噪音[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
12 和松;;高科技自动化检测技术在路面工程质量评价上的应用[A];第一届全国公路科技创新高层论坛论文集新技术新材料与新设备卷[C];2002年
13 葛剑敏;王佐民;;降低轮胎/路面相互作用产生的振动与噪声[A];第十五届全国振动与噪声高技术及应用会议论文集[C];2001年
14 张鹏;;项目课题8:路面加速加载试验关键技术装备[A];养护与管理2015年第10期(总第56期)[C];2015年
15 宋涛;卢波;沈小俊;陈伯奎;;路面点位检测技术装备的研究和开发[A];中国公路养护技术大会论文集[C];2012年
16 董维杨;王建军;;国外道桥路面冬季防结冰铺筑材料浅析[A];江苏省公路学会优秀论文集(2006-2008)[C];2009年
17 崔倩;赵睿;;浅谈透水路面应用现状及发展前景[A];2014年7月建筑科技与管理学术交流会论文集[C];2014年
18 赵丽平;贺洁颖;于小红;郭伟;师莉红;解建强;;山西省冬季降水与高速公路路面结冰预报技术研究[A];第34届中国气象学会年会 S7 水文气象、地质灾害气象预报理论与应用技术论文集[C];2017年
19 高虹;;路面加速加载试验设备技术咨询会在山东召开[A];养护与管理2010年4月号(总第9期)[C];2010年
20 卢波;周剑波;宋涛;沈小俊;陈伯奎;;路面水流迹检测技术和装备的研究与开发[A];第六届中国公路科技创新高层论坛论文集(上册)[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 樊瑶;基于图像处理的路面裂缝检测关键技术研究[D];长安大学;2016年
2 漆燕;汽车防撞预警相关路面状态识别的研究[D];华中科技大学;2013年
3 Mojtaba Kamaliardakani(卡玛力);基于图像处理技术的路面裂缝检测与识别[D];东南大学;2015年
4 郭扬;基于断裂力学理论的路面界面性能研究[D];大连海事大学;2016年
5 韩丽娜;路面裂缝图像处理方法研究及应用[D];西北大学;2012年
6 管志光;足尺路面加速加载试验系统的研究[D];山东大学;2012年
7 李皓玉;车辆与路面相互作用下路面结构动力学研究[D];北京交通大学;2011年
8 邹勤;低信噪比路面裂缝增强与提取方法研究[D];武汉大学;2012年
9 马荣贵;路面三维检测系统原理及方法研究[D];长安大学;2008年
10 邬佳琪;基于数据融合的全地面起重机路面信息识别技术研究[D];吉林大学;2020年
11 雷超旭;路面表面功能加速加载系统研究[D];华南理工大学;2010年
12 王花平;损伤状态下光纤应变传递及其在多层路面的应用[D];大连理工大学;2015年
13 黄建平;基于二维图像和深度信息的路面裂缝检测关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
14 王建锋;激光路面三维检测专用车技术与理论研究[D];长安大学;2010年
15 胡志刚;面向虚拟试车场(VPG)技术的路面模型系统研究[D];华中科技大学;2011年
16 李虹;基于机器视觉路面状态识别关键技术研究[D];吉林大学;2009年
17 陈涵深;基于深度学习的路面破损检测研究[D];浙江工业大学;2020年
18 李韶华;重载汽车—路面—路基耦合系统动力学研究[D];北京交通大学;2009年
19 黄永强;高速公路路基沉降及路面动力特性研究[D];中南大学;2010年
20 银花;基于分数导数粘弹性理论的车辆—路面作用研究[D];南京林业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 魏志城;基于插光谱技术和机器学习的路面状态检测研究[D];桂林电子科技大学;2021年
2 武洪强;基于支持向量机的路面状态视频图像识别技术研究[D];北京交通大学;2017年
3 冯琳;随机荷载作用下的路面动力响应研究[D];石家庄铁道学院;2010年
4 曹圩娣;覆冰路面多场耦合数值研究[D];太原科技大学;2011年
5 唐宏;汽车轮胎在泥泞路面行驶过程三维有限元计算[D];华中科技大学;2006年
6 刘炳森;重型车辆—路面耦合作用仿真分析[D];重庆交通大学;2008年
7 陆兆峰;车辆对路面作用的力学行为研究[D];长安大学;2005年
8 邓涵宇;基于多尺度与机器学习的路面裂缝图像高精度快速识别方法与应用[D];东南大学;2020年
9 赵雪寒;基于深度学习的路面特征采集及分析系统的研究[D];江苏科技大学;2020年
10 叶雪莹;加筋透水路面的渗透及承载性能研究[D];中国矿业大学;2020年
11 田恒辽;谱系数聚类法及其在路面空隙率分析中的应用研究[D];华南理工大学;2017年
12 胡鹏;基于动态响应的路面结构优化分析[D];中国民航大学;2015年
13 秦祎;透水路面—生物滞留联合应用设计及应用研究[D];北京建筑大学;2014年
14 汪花梅;基于OpenGL的三维数字路面系统设计与实现[D];长安大学;2012年
15 赵书美;弯坡路面上的车辆荷载仿真分析[D];重庆交通大学;2011年
16 向可明;路面早期破坏中结构与材料的影响[D];西南交通大学;2002年
17 何文文;甘肃省高速公路路面病害分析及防治对策研究[D];兰州交通大学;2018年
18 王少赠;重型汽车对路面损伤的研究[D];长安大学;2007年
19 孔静静;微表处路面/轮胎发生机理及改进措施研究[D];北京工业大学;2010年
20 徐活耀;基于深度学习的路面病害识别方法研究[D];重庆交通大学;2020年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 记者 张思思;修补坑洼路面 保障出行安全[N];本溪日报;2020年
2 通讯员 徐斌 记者 陈淑华;我市计划改造国省道路面278公里[N];泉州晚报;2021年
3 本报记者 袁帅;在路面上,“达芬奇”如何“作画”?[N];中国交通报;2021年
4 记者 王卫英;兰溪路面控“烟”集中执法[N];金华日报;2020年
5 科学导报记者 张娜 实习生 邬婷;路面复新有了新利器[N];科学导报;2019年
6 本报记者 戴丽丽 见习记者 石梓鲜;脚踏路面 心贴群众[N];石家庄日报;2019年
7 记者 郑振华;拟投2.7亿元改造11.1公里路面[N];珠海特区报;2019年
8 记者 莫文艺 通讯员 马健萍;专家学者齐聚为提升路面品质支招把脉[N];广东科技报;2019年
9 记者 栾易鑫 通讯员 梁爽;创卫督导显成效 底商路面大变脸[N];秦皇岛日报;2019年
10 本报记者 崔爽;专家呼吁:用五大创新让中国路面更“长寿”[N];科技日报;2019年
11 记者 李绍波;我市强化路面治超和源头管控[N];曲靖日报;2019年
12 记者 王延斌;世界首条高速公路光伏路面通车[N];科技日报;2017年
13 本报记者 肖家鑫 新华社记者 陈灏 袁军宝;路面能发电,智慧交通不遥远[N];人民日报;2017年
14 见习记者 邱燕超;路面发电让光伏领域跨界融合[N];中国电力报;2018年
15 实习生 崔慧莹;调查报告未公布 路面仍在沉降[N];中国青年报;2012年
16 本报记者 党艳红 闫莹;硬了路面 美了生活[N];银川日报;2018年
17 本报记者 林子海 林鹏;刚铺好月余的路面咋又被铲?[N];汕头日报;2018年
18 本报记者 王桥;“云贵川高原潮湿山区路面凝冰防治技术研究”启动[N];贵州日报;2009年
19 吕定禄 肖建成;冷东公路水泥路面提前完工[N];永州日报;2008年
20 记者 张培铁通讯员 梁卓娅 付祖斌;特种微型路面清扫车问世[N];湖北日报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978