基于众包模式的城市级路面危害坑洞检测技术

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%。

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第一章 绪论

1.1 社会背景

1.2 研究现状和相关工作

1.3 研究创新

第二章 传感器基本知识

2.1 加速度传感器介绍

2.2 手机加速度传感器

第三章 问题定义和系统模型

3.1 问题定义

3.2 系统模型

3.3 设计目标

第四章 系统设计

4.1 系统概述

4.2 一自由度振动模型的背景知识

4.3 加速度数据的预处理

4.4 感知坑洞属性

4.5 众包和数据聚集

4.6 本章小结

第五章 系统实施细节研究

5.1 对不规则坑洞数据的处理

5.2 车辆速度和手机采样率的影响

5.3 有效的感知数据以及车轮(探测轮)的选择

5.4 智能手机的摆放位置和重定向

5.5 坑洞的真实深度和感知深度

5.6 获取轴距信息

5.7 本章小结

第六章 原型系统

6.1 实验环境

6.2 初步结果

6.3 本章小结

第七章 实验结果评估

7.1 实验方法

7.2 车辆速度和手机采样率的影响

7.3 手机放置位置和边轮的影响

7.4 总体性能

7.5 本章小结

全文总结

参考文献

致谢

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