一种应变数据校正方法、路面状态监测方法及装置

本发明涉及路面监测，具体涉及一种应变数据校正方法、路面状态监测方法及装置。

背景技术：

1、路面应变数据的准确获取对实现路面监测具有重大意义，实现路面应变数据的准确获取的方式一般有两种：一种是通过布设应变传感器获知路面应变，另一种是通过布设的光栅阵列应变传感光缆获知路面应变。

2、现有技术获取路面应变的方式存在以下技术问题：应变传感器只能获知其布设位置的应变，光栅阵列应变传感光缆也仅能获知光栅测点对应位置处的应变，无法实现全域应变数据的获取。

3、为了解决上述技术问题，现有技术中提出了通过可以实现全域感知的光栅阵列振动传感光缆获得振动数据，再通过振动数据和应变数据之间的对应关系实现应变数据的全域获取。光栅阵列振动传感光缆的检测原理为：当外界扰动信号作用在光栅阵列振动传感光缆上时，会改变该位置处光栅阵列振动传感光缆的折射率和长度，进而导致瑞利散射信号的相位发生变化。但如果在某段时间内有恒定的应变施加于光栅阵列振动传感光缆上，在该时间段内振动光缆测得的相位值为零，对应应变值读数为零，导致应变值检测错误。也就是说：通过振动数据间接获知应变数据，会出现不准确的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种应变数据校正方法、路面状态监测方法及装置，用以解决现有技术中存在的无法准确获知全域的路边应变数据的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种应变数据校正方法，包括：

3、获取路面的多个参考应变数据；

4、基于光栅阵列振动传感光缆获取路面的目标振动数据，并基于所述目标振动数据确定多个目标应变数据；

5、基于所述多个参考应变数据和所述多个目标应变数据构建校正关系；

6、基于所述光栅阵列振动传感光缆确定路面的多个待校正应变数据，并基于所述校正关系对所述多个待校正应变数据进行校正。

7、在一些可能的实现方式中，所述多个参考应变数据包括至少一个初始参考应变数据以及至少一个推理参考应变数据；

8、所述获取路面的多个参考应变数据，包括：

9、基于布设在路面中的至少一个应变监测设备获得至少一个初始参考应变数据；

10、获取推理参考应变数据所在位置，并确定所述推理参考应变数据所在位置与所述初始参考应变数据所在位置的位置偏移量；

11、基于所述位置偏移量以及预先构建的应变确定模型确定所述推理参考应变数据。

12、在一些可能的实现方式中，所述基于所述位置偏移量以及预先构建的应变确定模型确定所述推理参考应变数据，包括：

13、获取所述应变监测设备的有效范围，并判断所述推理参考应变数据所在位置是否位于所述有效范围内；

14、当所述推理参考应变数据所在位置位于所述有效范围内时，基于所述位置偏移量以及预先构建的应变确定模型确定所述推理参考应变数据。

15、在一些可能的实现方式中，所述应变确定模型为：

16、

17、

18、式中，ε(x,y,z)为应变值；k为模量系数；σ(x,y,z)为荷载应力函数；fc为路面的抗弯拉强度；a为相关系数；m(x,y,z)为弯矩分布函数；(x,y,z)为位置偏移量；h为路面厚度。

19、在一些可能的实现方式中，所述应变监测设备为应变传感器，和/或，光栅阵列应变传感光缆。

20、另一方面，本发明还提供了路面状态监测方法，包括：

21、基于光栅阵列振动传感光缆获取振动传感数据，并根据所述振动传感数据确定应变传感数据；

22、基于应变数据校正方法对所述应变传感数据进行校正，获得应变校正传感数据；

23、基于所述应变校正传感数据确定路面状态；

24、其中，所述应变数据校正方法为上述任意一种可能的实现方式中的应变数据校正方法。

25、在一些可能的实现方式中，所述路面状态包括路面损伤类型；所述基于所述应变校正传感数据确定路面状态，包括：

26、获取所述应变校正传感数据的目标特征；

27、获取路面损伤类型数据库，并基于目标特征从路面损伤类型数据库中确定路面损伤类型。

28、在一些可能的实现方式中，所述路面状态包括行驶轨迹；所述基于所述应变校正传感数据确定路面状态，包括：

29、基于所述应变校正传感数据确定是否有车辆进入路面；

30、当有车辆进入路面时，基于所述应变校正传感数据确定车辆在多个不同时间点的多个位置，并基于所述多个位置生成车辆的行驶轨迹。

31、另一方面，本发明还提供一种应变数据校正装置，包括：

32、参考应变数据获取单元，用于获取多个参考应变数据；

33、目标应变数据获取单元，用于基于光栅阵列振动传感光缆获取路面的目标振动数据，并基于所述目标振动数据确定多个目标应变数据；

34、校正关系构建单元，用于基于所述多个参考应变数据和所述多个目标应变数据构建校正关系；

35、应变数据校正单元，用于基于所述光栅阵列振动传感光缆确定路面的多个待校正应变数据，并基于所述校正关系对所述多个待校正应变数据进行校正。

36、另一方面，本发明还提供一种路面状态监测装置，包括：

37、应变传感数据获取单元，用于基于光栅阵列振动传感光缆获取振动传感数据，并根据所述振动传感数据确定应变传感数据；

38、应变校正传感数据确定单元，用于基于应变数据校正方法对所述应变传感数据进行校正，获得应变校正传感数据；

39、路面状态确定单元，用于基于所述应变校正传感数据确定路面状态；

40、其中，所述应变数据校正方法为上述任意一种可能的实现方式中的应变数据校正方法。

41、采用上述实施例的有益效果是：本发明提供的应变数据校正方法，通过获取多个参考应变数据和多个目标应变数据，并基于多个参考应变数据和多个目标应变数据构建校正关系，可通过校正关系对基于光栅阵列振动传感光缆获取到的多个待校正应变数据进行校正，确保通过光栅阵列振动传感光缆确定出的应变数据的准确性。

技术特征：

1.一种应变数据校正方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的数据获取方法，其特征在于，所述多个参考应变数据包括至少一个初始参考应变数据以及至少一个推理参考应变数据；

3.根据权利要求2所述的数据获取方法，其特征在于，所述基于所述位置偏移量以及预先构建的应变确定模型确定所述推理参考应变数据，包括：

4.根据权利要求2所述的数据获取方法，其特征在于，所述应变确定模型为：

5.根据权利要求2或3所述的数据获取方法，其特征在于，所述应变监测设备为应变传感器，和/或，光栅阵列应变传感光缆。

6.一种路面状态监测方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的路面状态监测方法，其特征在于，所述路面状态包括路面损伤类型；所述基于所述应变校正传感数据确定路面状态，包括：

8.根据权利要求6所述的路面状态监测方法，其特征在于，所述路面状态包括行驶轨迹；所述基于所述应变校正传感数据确定路面状态，包括：

9.一种应变数据校正装置，其特征在于，包括：

10.一种路面状态监测装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种应变数据校正方法、路面状态监测方法及装置，其方法包括：获取路面的多个参考应变数据；基于光栅阵列振动传感光缆获取路面的目标振动数据，并基于目标振动数据确定多个目标应变数据；基于多个参考应变数据和多个目标应变数据构建校正关系；基于光栅阵列振动传感光缆确定路面的多个待校正应变数据，并基于校正关系对多个待校正应变数据进行校正。本发明通过校正关系对基于光栅阵列振动传感光缆获取到的多个待校正应变数据进行校正，确保通过光栅阵列振动传感光缆确定出的应变数据的准确性。

技术研发人员：李盛,南秋明,刘芳,王立新,胡文彬
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5