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基于便携式计算机的车载激光道路平整度测试系统的研究与实现

作　者: 石雨荷
导　师: 张会生
学　校: 西北工业大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 国际平整度指数(IRI) 数据采集与处理 实时测试 便携式计算机 激光测距
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
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内容摘要


本文设计和实现了基于便携式计算机的车载激光路面平整度测试系统。该系统的研制为国内首创，它具有高精度、快速、无接触的特点，适于各种高等级公路路面平整度指标的检测，可填补国家在此领域无高科技产品的空白。 该系统使用国际平整度指数IRI作为衡量路面平整度的指标参数。硬件系统是以便携式计算机为核心，采用高速度、高精度的数据采集卡和先进的激光测距技术、加速度传感技术、光电传感技术等组成。软件系统是以Windows下多线程机制为核心，以面向对象的程序设计语言Borland C++Builder为开发环境，建立在数据采集卡软件基础上的实时测试软件系统。硬件系统及软件系统的构思、设计和具体实现在文中均做了详尽介绍。 通过系统联调和多次实际上路试验，表明：系统各部分工作正常，已获得现场数据和结果，并在此基础上对系统进行进一步的完善。

全文目录


第1章 绪论  8-11
  1．1 课题的意义与来源  8
  1．2 道路路面平整度测试仪的国内外现状  8-9
  1．3 课题的主要工作  9-10
  1．4 本章小结  10-11
第2章 平整度测定方法及指标  11-17
  2．1 测定方法概述  11-12
  2．2 平整度评价指标及实现  12-16
    2．2．1 标准差σ值及其计算  12-13
      2．2．1．1 定义  12
      2．2．1．2 计算步骤  12-13
      2．2．1．3 具体应用情况  13
    2．2．2 国际平整度指标IRI及其算法  13-16
      2．2．2．1 定义  13-14
      2．2．2．2 应用纵断面测定方法量测IRI的算法  14-16
      2．2．2．3 具体应用情况  16
  2．3 本章小结  16-17
第3章 测试系统方案论证、总体设计与工作原理  17-30
  3．1 典型数据采集与控制系统方案的分析  17-22
    3．1．1 硬件系统  17-21
      3．1．1．1 数据采集与控制中心  17-18
      3．1．1．2 信号及传感器  18
      3．1．1．3 信号调理器  18-19
      3．1．1．4 数据采集I/O设备  19-21
      3．1．1．5 传输电缆  21
    3．1．2 软件系统  21-22
      3．1．2．1 驱动软件  21-22
      3．1．2．2 应用软件  22
  3．2 系统总体设计及各部分介绍  22-28
    3．2．1 系统组成框图  22-23
    3．2．2 激光测距传感器  23-24
    3．2．3 加速度传感器  24
    3．2．4 非接触式光电测速传感器  24-25
    3．2．5 频率—电压转换器（F/V）  25
    3．2．6 分频器  25-26
    3．2．7 A/D数据采集系统  26-27
    3．2．8 数据处理及控制中心  27-28
    3．2．9 键盘及显示器  28
    3．2．10 打印机  28
    3．2．11 电源系统  28
  3．3 基本工作原理  28-29
  3．4 本章小结  29-30
第4章 实时测试系统在Windows下的实现分析  30-40
  4．1 Windows环境概述  30-36
    4．1．1 Windows的结构和多任务机制  31-32
    4．1．2 Windows消息及运行机制  32-33
      4．1．2．1 Windows消息  32
      4．1．2．2 Windows的运行机制  32-33
    4．1．3 Windows下的多线程  33-35
      4．1．3．1 多线程的基本概念  33-34
      4．1．3．2 同步对象  34-35
    4．1．4 Windows编程思想  35-36
  4．2 Windows下的实时控制  36-39
    4．2．1 Windows下实时控制简介  36-37
    4．2．2 Windows下用利用VxD实现数据采集实时控制  37-39
      4．2．2．1 Windows9x虚拟设备驱动机理  37-38
      4．2．2．2 数据采集设备驱动分析  38-39
  4．3 本章小结  39-40
第5章 测试系统软件的设计与实现  40-72
  5．1 面向对象程序设计方法  40-41
    5．1．1 面向对象程序设计的特点及优点  40
    5．1．2 面向对象程序设计语言C++Builder简介  40-41
  5．2 测试系统软件的总体设计  41-42
  5．3 界面设计与实现  42-51
    5．3．1 任务分析  43
    5．3．2 界面实现  43-51
      5．3．2．1 界面总体设计构思及实现  43-44
      5．3．2．2 实时数据显示实现  44-45
      5．3．2．3 实时曲线显示实现  45-48
      5．3．2．4 实时行驶距离显示实现  48
      5．3．2．5 实时行驶速度显示实现  48-49
      5．3．2．6 参数设置对话框  49-51
  5．4 数据采集软件的设计与实现  51-60
    5．4．1 信号的采集与传送方式  51-52
    5．4．2 数据采集卡的安装及编程前的准备工作  52-53
    5．4．3 关键数据结构  53-56
    5．4．4 采集前的硬件初始化  56-58
    5．4．5 实时数据采集实现  58-59
    5．4．6 数据采集的停止  59-60
  5．5 数据处理软件的设计与实现  60-65
    5．5．1 数字滤波  60-61
    5．5．2 数字量的标定  61-62
    5．5．3 振动量的计算  62
    5．5．4 国际平整度指数IRI及标准差σ值计算流程图  62-63
    5．5．5 测试车辆行驶速度的检测  63
    5．5．6 显示  63-65
    5．5．7 数据存储  65
  5．6 基于线程的系统软件设计与实现  65-71
    5．6．1 声明线程对象的类  65-67
    5．6．2 线程的创建与执行  67-69
    5．6．3 线程的终止  69
    5．6．4 线程在实际测试中的实现  69-71
  5．7 本章小结  71-72
结论  72-73
致 谢  73-74
参考文献  74

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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