路面状况识别与传感器应用研究

天气往往直接影响着路面状况,关系着人们出行安全,路面上的积水将直接导致路面湿滑,低温时路面上的积水还可能结冰,严重降低路表抗滑系数,因此实时了解道路路面状况显得尤为必要。现收集研究了目前常用的几种路面状况传感器,描述了其工作原理,对比分析了其优缺点,梳理了其在国内外的应用现状,并对路面状况传感器存在的问题和发展趋势进行了探讨。

激光传感器

激光传感器

研究表明,一个可靠的路面状况识别系统可以帮助人们提前准确了解天气对路面造成的影响,从而使道路管理者和使用者提前采取有效措施,确保行车安全,提高出行效率。

路面状态识别技术系统概要

(1)装配在轮胎胎面内侧的加速度传感器检测到轮胎胎面的振动，将此信息无线传送至车载分析装置。此系统由同样安装在轮胎内的独立发电装置驱动。

(2)实时分析车载分析装置发送来的振动信号，判断出属于7种路面状态(干燥、半湿、湿润、融雪、积雪、压雪、结冰)中的哪一类。

(3)路面状态识别结果会显示在车载显示器上。

(4)通过通讯网络共享路面状态识别结果。目前，道路识别技术的研究大致主要分为两个方向：一个是结构化道路识别技术的研究；另一个则是非结构化道路识别技术的研究。结构化道路具有清晰的道路标志线，道路的背景环境比较单一，道路的几何特征也比较明显，如日常生活中的高速公路。通常情况下高速公路的道路标志线与路面之间的界限比较清晰，并且道路的弯度都在135°左右。这给道路识别技术提供了丰富的信息。

目前，这一领域的研究相对已经比较成熟。大部分研究机构都注重开始了非结构化环境的道路识别算法的研究。非结构化道路环境相对比较复杂；多变的道路类型，复杂的环境背景，以及阴影与变化的天气等等都是非结构化道路识别技术所面临的困难。