路面分为硬路面和软土路面,硬路面不平度是车辆行驶过程中的主要振动源,它对研究车辆平顺性和驾驶员乘坐的舒适性具有重要意义,软土路面不平度是表征土壤表面微小波峰和波谷等微观特性的指标,还是研究轮胎、土壤的耦合关系和有效不平度的重要依据,所以设计出高效、高精度获取路面不平度信息的测试仪十分有必要。本文采用非接触式的测量方法,对原有路面不平度测试仪的机械传动结构、控制和采集系统进行改进设计与应用实验分析。本文首先分析原有路面不平度测试仪存在的不足,根据测试系统需满足的实验要求,以固定基准为测量基准,激光位移传感器读取路面高程信息,对机械传动结构和控制、采集系统提出改进方案,通过理论计算进行机械传动机构与电机的匹配选型,并且从拆卸、搬运方便的角度,在测试台架与控制箱间选择合适的连接方式。其次,针对改进方案,基于SolidWorks软件绘制测试仪的三维模型,结合元件器的选型,加工改进后的路面不平度测试仪。控制系统总体设计部分介绍了以单片机为核心的硬件电路,利用Keil软件编写两轴伺服电机正反转、启停等程序,并且通过LabVIEW软件设计操作界面程序,实现PC机与单片机之间的串口通信,PC机发送指令,单片机运行指令对应的程序,从而改变两轴伺服电机运动状态,实现自动化测试,提高工作效率,保证运行平稳性。再次,本文采集系统的核心是基于LabVIEW软件显示与存储路面高程值,本设计利用NI数据采集卡对激光位移传感器的输出信号进行采集,并且通过激光位移传感器标定实验和采集程序,将采集到的电压信号转换成路面高程,在PC机上进行显示、预处理以及存储。最后,本文利用标准物块对比分析两代测试仪的动态测量精度,并将该测试仪应用于水泥路面不平度的测量实验,运用MATLAB/Simulink模块创建1/2车辆5自由度动力学模型,以加速度均方根值作为驾驶员舒适性的评价指标,对比分析车速为16.1km/h、7.5km/h和4.9km/h时仿真与实测的驾驶员座椅处振动加速度,进一步验证该测试仪测量数据的可靠性。基于以上精度实验,将测试仪应用于单轮土槽实验室车辙前后土壤不平度的测量。