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专利号: 2018116084429
申请人: 镇江市高等专科学校
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种道路积水深度快速移动测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)首先是超声波测距探头测量从探头至水面的距离H1:

超声波发射器向目标水面发射超声波,超声波遇到水面后被反射回来,当超声波接收器收到反射波后记录下超声波发射点至水面之间往返传播所用的时间t,设声速为c,可得超声波发射器距离水面测量点的距离测量值为S1=ct/2;

α角为超声波入射角和反射角与水平面的夹角,

H1=S1sinα                (1)

2)激光测距探头和超声波测距探头安装于同一平面上,

激光测距探头发射激光穿透空气、水两种介质到达水下地面,计算出激光测距探头至水下地面的距离S2,β角为激光入射角和反射角与水平面的夹角,H2是激光测距探头在垂直方向距离水下地面被检测点的高度,H2=S2sinβ                (2)

3)计算积水水深H

H=H2‑H1                 (3)。

2.如权利要求1所述的道路积水深度快速移动测量方法,其特征在于,还包括预测前方道路水深预测值HPositioning;

采用递推最小二乘算法拟合出测量点GPS位置与积水深度H的函数关系,如下:Y=H(p)             (5)

p为测量点的GPS位置,如果想知道前方某个GPS位置的水深,只要把位置带入函数H(p)就可以得到估计深度,利于提前预警避免事故发生;

H(p)的关系是一个待定的多项式,多项式系数就是待定的未知参数,设(x1,y1),(x2,y2),...(xk,yk)为输入测量样本,这里的x(i)表示测量点GPS位置,y(j)表示对应测量点的水深;采用递推最小二乘算法拟合出测量点GPS位置与深度H的函数关系,拟合曲线设为拟合直线,公式为:为预测水深,k,b为系数,最小二乘法的基本原则是:最优拟合直线应该使各点到直线的距离的和最小,也可表述为距离的平方和最小;通过若干样本点,根据这一原理得到的估计值,再不断用某位置水深预测值 和测量值Y比较,使直线与各散点的距离的平方和最小,实际上是使残差平方和最小,不断修正 的值,使预测值与真实值偏差最小;递推最小二乘算法每取得一次新的观测数据后,就在前一次估计结果的基础上,利用新引入的观测数据对前次估计的结果,根据递推算法进行修正,从而递推地得出新的参数估计值;这样,随着新的观测数据的逐次引入,一次接一次的进行参数计算,直到参数估计值达到满意的精确程度为止。