路面结冰检测技术的研究

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1、分类号学号M201272177学校代码10487密级硕士学位论文路面结冰检测技术的研究学位申请人：谭舒亚学科专业：检测技术与自动化装置指导教师：叶林教授答辩日期：2015年5月AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonRoadIcingDetectionMethodCandidate:TanShuyaMajor:MeasuringTechnologyandAutomaticDeviceSupervisor:Prof.YeLinHuazhong

2、UniversityofScienceandTechnologyWuhan,430074,P.R.ChinaJanuary,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文

3、被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要道路结冰是寒冷季节我国大部分地区会出现的气象现象，这一现象严重危害行驶车辆的安全。尤其是夜间在路面形成的黑冰，用肉眼难以分辨，更无法由路面监控判断。迄今为止，国内外的科研工作者设计开发了多种基于不同原理的结冰传感器，其中不少可应用于路面结冰检测。但许多探测原理仅处于实验室阶段，并不具备实

4、际工程应用条件；也有不少成熟产品，由于成本较高，未能大面积使用。本文参照目前较为成熟的结冰探测技术，以实现实际工程应用为目的，研制出了两种路面结冰探测系统——接触式路面结冰探测系统和非接触式路面结冰探测系统。针对接触式路面结冰探测系统，本文简述了压电平膜结冰传感器、光纤结冰传感器的基础原理。然后根据路面结冰检测的实际应用要求，对传感器外形及原理进行了适当的修改与完善。之后以扫频电路为基础，设计、开发了压电平膜路面结冰传感器的信号调理系统，以锁定放大器为基础，设计、改进了光纤路面结冰传感器的信号调理系统。然后分别完成了两种接触式路面结冰传感器的模拟结冰试验，完成标定相关工作。最终通过现场试验

5、验证了接触式路面结冰探测系统的可行性。针对非接触式路面结冰探测系统，本文简述了前期在文献调研基础上进行的理论研究，确定通过检测反射光的偏振度来判断路面状态，通过检测激光反射光斑大小来判断冰厚的方案。然后搭建了原理测试系统，用沥青块模拟路面各种状态，完成了原理试验。根据对原理试验数据进行的处理与标定，证实了方案的可行性。最后针对路面结冰应用背景，设计了改变相机拍照角度、改变光源波段等试验，验证了此方案工程实际应用的可能性。关键词：公路结冰光纤式结冰传感器压电平膜结冰传感器非接触式路面结冰探测系统偏振图像I华中科技大学硕士学位论文AbstractRoadicingisthecommonphen

6、omenoninmostpartsofchinainwinterwhichseriouslyendangersthedrivingsafety.Especially,theblackicecannotbedistinguishedbythenakedeyesandtheroadmonitorsatnight.Sofar,domesticandforeignresearchersdesignedanddevelopedavarietyoficesensorsbasedondifferentprinciples,manyofthoseprinciplescanbeusedtodetectroa

7、dicing.Butmanydetectionprinciplesarenotmatureenoughtobeappliedpractically.Therearealsomanymatureproductscannotbeusedwidelybecauseofhigh-cost.Inordertoachievepracticalapplicationforthedetectingroadicing,twoicedete