没有信号隧道中的铺路车如何实现测速呢？

这是一个非常经典且实际的工程难题。在没有GPS、无线信号甚至外部定位信号的隧道内，铺路车的测速必须依靠自包含的传感器系统。这些方案的核心思想是测量车辆相对于隧道地面或自身的运动。

以下是几种成熟、可靠的解决方案，通常可以组合使用以提高精度和可靠性：

一、 主流测速技术方案

1. 非接触式雷达/微波传感器（首选推荐）

工作原理：在车辆底盘安装一个朝向地面的多普勒雷达。雷达波照射地面后，根据反射波频率的变化（多普勒效应）直接计算出车辆相对于地面的瞬时速度。

优点：

* 绝对参考：测量的是相对地面的真实速度，不受车轮打滑、滑移影响。

* 精度高、响应快：能提供连续、实时的速度信号。

* 环境适应性强：不受隧道内光线、粉尘（在一定范围内）、湿度影响。

注意事项：需要合理安装，确保探测区域地面相对平整，避免大型金属杂物干扰。

2. 编码器/霍尔传感器（测量轮速）

工作原理：在铺路车的非驱动轮（最好是承重轮）的轮轴或转子上安装旋转编码器或霍尔传感器。通过测量车轮的转速，结合已知的车轮周长，计算出车辆的理论行驶速度。

优点：

* 技术成熟、成本较低。

* 直接与车辆传动系统集成。

致命缺点：

* 无法修正滑移：如果车轮打滑（驱动轮）或拖死/滑移（制动时），测量速度将与实际地面速度产生显著误差。铺路作业对摊铺均匀性要求高，这种误差不可接受。

应用：通常不作为唯一速度源，而是与雷达速度传感器组合使用，用于交叉验证或作为备用。

3. 惯性测量单元

工作原理：使用惯性测量单元，通过积分加速度计信号来推算速度和位移。

优点：完全自包含，短时间内精度尚可。

致命缺点：误差会随时间累积（漂移）。在长距离、长时间的隧道摊铺作业中，纯惯性导航的速度和位置误差会变得非常大，无法单独使用。

应用：通常作为辅助系统，在其他传感器（如雷达）短暂失效时，提供短时间内的速度估算。

4. 机器视觉/光学流传感器

工作原理：在车底安装向下的工业相机，连续拍摄地面图像，通过计算机视觉算法分析图像序列，计算出车辆的移动速度和距离。

优点：可提供丰富的视觉信息。

缺点：

* 对光照敏感，隧道内需自带照明且光线需稳定均匀。

* 对地面纹理有要求（需要特征点），如果地面是新摊铺的、均质的沥青或混凝土，可能缺乏特征，导致测速失败。

* 计算复杂度高，易受粉尘、水汽干扰。

应用：不是主流方案，多在研究或特殊场合试用。

二、 实际工程中的解决方案（组合方案）

在实际的隧道铺路车（如摊铺机、铣刨机）中，最常用、最可靠的方案是组合方案：

核心方案：雷达速度传感器 + 编码器

1.主速度源：安装一个或多个非接触式多普勒雷达，直接测量对地真实速度。这是控制摊铺厚度和均匀性的关键信号。

2.辅助/备用/校准源：在从动轮安装编码器，提供参考速度。

3.控制系统逻辑：

o正常情况下，采用雷达速度作为控制信号。

o当雷达信号因极端地面情况（如大面积积水、金属板）暂时失效时，系统可自动切换至编码器速度，并给出报警。

o两个速度值可以进行交叉比较，若差值超过合理范围，则提示驾驶员或维护人员检查传感器。

高级方案：雷达 + 编码器 + IMU + 里程计融合

在一些高端的自动化施工设备上，会采用传感器融合算法，将雷达、编码器、IMU的数据，甚至车辆本身的液压系统压力、发动机转速等信息融合在一起，通过滤波器（如卡尔曼滤波）计算出最优的速度和位置估计，实现更高精度和鲁棒性。

三、 关键实施要点

1.雷达安装：需牢固安装在车架刚性部分，离地高度适中，波束照射区域应避开车辆自身的运动部件（如履带、轮胎）和强紊流区。

2.校准：定期校准车轮周长参数（对于编码器），以及雷达的安装偏角。

3.冗余设计：对于关键作业，可安装双雷达系统，一主一备。

4.人机界面：速度信息需清晰显示在驾驶室操作面板上，并接入车辆的自动控制系统（如用于控制沥青输送量和夯锤频率的恒速摊铺系统）。

总结：

没有信号的隧道中，铺路车实现高精度测速的最佳实践是：以非接触式地面雷达为主，车轮编码器为辅的组合方案。 这种方案能有效克服车轮滑移、环境黑暗、无外部信号等难题，满足铺路作业对速度稳定性和测量精度的苛刻要求。