專利名稱：一種基于雙線性插值算法的水膜厚度傳感器實現(xiàn)方法
技術領域：
采用雙線性插值算法的水膜厚度檢測傳感器實現(xiàn)方法屬于微波測量技術的參數(shù)估計領域，具體用于對不同溫度下水膜厚度標定數(shù)據(jù)的估計。
背景技術：
近年來，高速公路建設的規(guī)模十分巨大，因此大量公路路面的監(jiān)測和維護日益重要。公路路面在實際的使用過程中，積水會對整個路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響，并極大的増大 了交通事故的發(fā)生幾率。水膜厚度檢測傳感器能夠準確測量路面積水厚度，從而實現(xiàn)公路路面的實時測量和預警，對于高速公路系統(tǒng)的信息化和智能化以及交通事故的預防預警有著十分重要的意義。水膜厚度檢測傳感器要求具有較高的分辨率，因此需要測量精確的標定數(shù)據(jù)以提高傳感器的性能。然而，實際水膜厚度測試值受到環(huán)境溫度的顯著影響，導致溫度漂移現(xiàn)象的發(fā)生，誤差較大，同時由于實際測量條件限制，從而無法得到大量的不同溫度下的水膜厚度標定數(shù)據(jù)以用于傳感器的標定。本發(fā)明采用雙線性插值的方法分別對溫度和水膜厚度數(shù)據(jù)進行線性插值，插值方法簡單，計算速度快，精度高，降低了溫度效應對水膜厚度測量的影響，提高了測量分辨率，同時，數(shù)據(jù)最終通過最小二乗法查找進一歩降低了測量誤差。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題本發(fā)明的目的是提出ー種基于雙線性插值算法的水膜厚度檢測傳感器實現(xiàn)方法，應用該方法可以顯著減少標定數(shù)據(jù)的采集量，補償溫度效應誤差，提高測量分辨率。技術方案為解決上述技術問題，本發(fā)明是提出ー種基于雙線性插值算法的水膜厚度檢測傳感器實現(xiàn)方法，該方法包括以下步驟
步驟a、測量不同溫度Tk下不同水膜厚度Hi對應的幅度值Aik和相位值Pik，
其中k={l，2，···，!!}，η代表選取溫度值的個數(shù)，實際Tk值根據(jù)溫度測量范圍決定；i={l, 2，…，m}，m代表選取水膜厚度值的個數(shù)，水膜厚度Hi值根據(jù)水膜厚度測量精度選擇；步驟b、測量當前溫度Ttl,對溫度分段線性插值，得到當前溫度下的幅度值Amtl和相位值Pm。，其中 Ttl e [T1, TJ ；
步驟C、對水膜厚度H分段線性插值，每段插入X個點，X為自然數(shù)，得到水膜厚度H下的幅度值A (T。，Hp和相位值P (TojHj) ； Ttl為當前溫度，Hj為不同水膜的厚度;
步驟d、實時測量得到當前溫度Ttl和水膜厚度H下的幅度值A (Ttl, H)和相位值P (T0,H)，運用最小ニ乘法查到最合適的ニ維點，即min={ [A (TqjHj)- A (T0,H)]2+[P (TqjHj)-A (T0, Η)]2)}對應的j值，得到此時當前水膜厚度H ；
水膜厚度H下的幅度值A和相位值P ;當前溫度Ttl，j代表差值后水膜點個數(shù)。優(yōu)選的，步驟b中，溫度分段線性差值為當前溫度下的幅度值Amtl和相位值Pmtl分別為
權(quán)利要求
1.ー種基于雙線性插值算法的水膜厚度檢測傳感器實現(xiàn)方法，其特征在于該方法包括以下步驟 步驟a、測量不同溫度Tk下不同水膜厚度Hi對應的幅度值Aik和相位值Pik， 其中k={l，2，···，!!}，η代表選取溫度值的個數(shù)，實際Tk值根據(jù)溫度測量范圍決定；i={l, 2，…，m}，m代表選取水膜厚度值的個數(shù)，水膜厚度Hi值根據(jù)水膜厚度測量精度選擇； 步驟b、測量當前溫度Ttl,對溫度分段線性插值，得到當前溫度下的幅度值Amtl和相位值Pm。，其中 Ttl e [T1, TJ ； 步驟C、對水膜厚度H分段線性插值，每段插入X個點，X為自然數(shù)，得到水膜厚度H下的幅度值A (T。，Hp和相位值P (TojHj) ； Ttl為當前溫度，Hj為不同水膜的厚度; 步驟d、實時測量得到當前溫度Ttl和水膜厚度H下的幅度值A (Ttl, H)和相位值P (T0,H)，運用最小ニ乘法查到最合適的ニ維點，即min={ [A (TqjHj)- A (T0,H)]2+[P (TqjHj)-A (T0, Η)]2)}對應的j值，得到此時當前水膜厚度H ； 水膜厚度H下的幅度值A和相位值P ;當前溫度Ttl，j代表差值后水膜點個數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于雙線性插值算法的水膜厚度檢測傳感器實現(xiàn)方法，步驟b中，溫度分段線性差值為當前溫度下的幅度值Amtl和相位值Pmtl分別為
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于雙線性插值算法的水膜厚度檢測傳感器實現(xiàn)方法，步驟c中水膜厚度H分段線性差值為He [Hb, Hb+1], b e [I, m-1] 當前溫度值Ttl下的幅度值Am和相位值P^1
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于雙線性插值算法的水膜厚度檢測傳感器實現(xiàn)方法，該方法包括以下步驟步驟a、測量不同溫度Tk下不同水膜厚度Hi對應的幅度值Aik和相位值Pik,其中k={1,2,…,n}；i={1,2,…,m}，m代表選取水膜厚度值的個數(shù)，水膜厚度Hi值根據(jù)水膜厚度測量精度選擇；步驟b、測量當前溫度T0，對溫度分段線性插值，得到當前溫度下的幅度值Am0和相位值Pm0，其中T0∈[T1,Tn]。通過本發(fā)明的水膜厚度檢測傳感器的雙線性插值算法減少了標定數(shù)據(jù)的采集量，提高了標定效率，加快了計算速度，改善了測量分辨率，降低了溫漂現(xiàn)象，使得水膜厚度檢測傳感器的性能有了顯著提高。
文檔編號G01B15/02GK102645186SQ20121014302
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者劉紅, 殷剛毅, 韓磊, 黃慶安 申請人:東南大學