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题目:基于音频的车载路面状况检测系统

关键词:音频信号;路用参数;经验模态分解;神经网络

  摘要

本文针对高速公路检测工程中,既需要快速地将路面路用参数检出,又需要检测结果具有较高的可信度的实际需求,设计并实现了基于音频的车载路面状况检测系统。通过对所采集的实际路面音频信息的研究,找到了路用参数和音频信号的关系,编写了数据采集和处理软件,实现音频信号采集、数据存储、数据处理、检测结果分析等功能。论文主要完成的工作有:(1)介绍了整个检测系统的研究背景,提出实际需求,并据此设计并实现了检测系统的硬件,论述了其设计原理和实现方法,并配合硬件部分设计并实现了数据采集软件和处理软件,并且具体介绍各自所实现的功能。(2)结合检测系统所处环境,论述了所采集的音频信息的产生机理,并且建立模型。通过经验模态分解和自相关分析相结合的方法将信号中的周期信息提取出来并且进行了详细的分析。(3)论述了路面平整度、路面孔隙率、路面裂缝和路面抗滑性能与音频信号之间的关系,通过它们之间的关系可以快速的判断路面的路用状况;将音频信息与径向基神经网络相结合,以较高的准确率通过分析音频信号判断路面是否有裂缝存在。论文在系统硬件设计和调试的基础上设计并实现了相应的软件平台,完成了相关实验数据处理及分析,包括基于经验模态分解法和自相关分析法提取音频信号特征信息,应用神经网络判别路面裂缝,路用参数与音频信号之间的关系分析等,分析了实验数据及检测结果的误差,提出了减小误差的方法。