基于沥青路面静动态抗滑特性分析的激光视觉有效构造深度测量算法

发布时间：2021-06-25 17:15

　　随着高速公路通车里程和交通流量的增加,路面湿滑引发的交通事故频发,这在很大程度上与路表抗滑性较差有关,纹理构造是影响沥青路面抗滑性能的重要因素。构造深度（Mean Texture Depth,MTD）和摩擦系数是纹理构造从宏观构造与微观构造两个角度评价抗滑性能的重要指标。但两指标在测量方式、相关参数方面存在较大差异,单一使用摩擦系数或构造深度评价沥青路面抗滑性准确性欠佳,研究两参数在反映路面抗滑性方面的一致性具有重要意义。本文在深入探究沥青路面抗滑机理的基础上,借助数字图像处理技术和断面法,从抗滑性能的角度出发,对现有的激光视觉构造深度算法进行改进,通过静态的构造深度隐性地反映动态的摩擦系数。首先,通过理论分析找到激光视觉和构造深度测量的切入点,基于三角法测量原理建立沥青路面激光视觉测量模型;其次,提出适应沥青路面场景的图像处理技术;最后,通过断面法实现MTD的估算,并与摩擦系数进行相关性分析。本文的主要工作和创新点在于:1)从激光视觉测量应用到沥青路表特殊性出发,在数据处理部分提出基于斜率的自适应滤波去噪算法,并引入B样条曲线对断点进行插值;2)从摩擦学和汽车动力学的理论层次分析路面... 

【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 测量方法分类
        1.2.2 传统测量方法
        1.2.3 现代测量方法
    1.3 主要研究内容
    1.4 章节安排
第二章 沥青路面抗滑性能分析
    2.1 路面抗滑性能影响因素
    2.2 路面抗滑性能指标研究
        2.2.1 微观构造指标
        2.2.2 宏观构造指标
    2.3 抗滑性能指标表征的二义性
    2.4 本章小结
第三章 基于激光视觉的沥青路面构造深度检测系统设计
    3.1 激光视觉简述
    3.2 沥青路面检测原理
        3.2.1 激光三角法测量原理
        3.2.2 系统设计原理
    3.3 沥青路面测量系统组成
    3.4 本章小结
第四章 沥青路面有效构造深度算法的实现
    4.1 路面纹理信息的提取和处理
        4.1.1 激光线条质心的提取
        4.1.2 激光视觉三维数学模型的建立
        4.1.3 高度数据矩阵的提取
    4.2 静动态抗滑特性分析下的数据矩阵处理
        4.2.1 基于斜率的自适应滤波去噪算法
        4.2.2 B样条断点插值
        4.2.3 几何法处理深陷点
    4.3 断面三维重构
    4.4 线性回归计算MTD
        4.4.1 线性回归分析法
        4.4.2 MPD的计算
        4.4.3 MTD与MPD映射关系的建立
        4.4.4 MTD估算与有效性验证方案
    4.5 本章小结
第五章 实验结果分析
    5.1 实验环境
    5.2 实验结果
    5.3 误差分析
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]SMA-13沥青路面抗滑表层抗滑性能分形评价方法研究[J]. 王辉.  公路交通技术. 2018(01)
[2]沥青路面抗滑性能研究现状[J]. 朱洪洲,廖亦源.  公路. 2018(01)
[3]Kalman滤波算法在激光三角法测量中的应用[J]. 梁俊元,游林儒,文小琴.  仪表技术与传感器. 2017(11)
[4]基于数字图像处理技术的沥青路面构造深度评价方法研究[J]. 黄志福,翟晓静,梁乃兴.  合肥工业大学学报(自然科学版). 2017(10)
[5]路面检测技术综述[J]. 马建,赵祥模,贺拴海,宋宏勋,赵煜,宋焕生,程磊,王建锋,袁卓亚,黄福伟,张健,杨澜.  交通运输工程学报. 2017(05)
[6]基于大数据统计分析探讨影响沥青路面抗滑性能的因素[J]. 张建军.  甘肃科技纵横. 2017(08)
[7]基于数字图像技术的沥青路面构造深度的评价方法[J]. 宁斌权.  四川水泥. 2017(07)
[8]B-spline surface fitting to mesh vertices[J]. Yang LU,Junhai YONG,Kanle SHI,Hejin GU,Ping ZHENG,Jean-Claude PAUL.  Science China（Information Sciences）. 2017(07)
[9]精确的线结构光中心提取算法研究[J]. 李春明,王萌萌,刘海洋,杨鹏飞.  机械与电子. 2017(06)
[10]数字化技术对沥青路面抗滑评价的应用[J]. 陈惠萍.  城市道桥与防洪. 2017(06)

硕士论文
[1]基于VC++与MATLAB混合编程的路面构造深度三维检测系统软件设计与实现[D]. 苏瑜.长安大学 2016
[2]基于抗滑性能的钢桥面铺装用环氧沥青混合料设计[D]. 刘长波.东南大学 2015
[3]基于（图像）三维数据的沥青路面构造深度算法研究[D]. 陈鹏.长安大学 2014
[4]基于线激光的沥青路面构造深度检测系统[D]. 孙瑞宁.长安大学 2013
[5]基于线结构光的沥青路面构造深度算法研究[D]. 徐花艳.长安大学 2013
[6]基于胎/路相互作用的路面抗滑特性研究[D]. 杜雪松.哈尔滨工业大学 2012
[7]水泥混凝土路面表面功能及其耐久性评价方法研究[D]. 肖鹏飞.长安大学 2011
[8]水泥混凝土路面抗滑性能评价指标与方法研究[D]. 刘洪辉.长安大学 2009
[9]基于机器视觉的测量系统关键技术研究[D]. 于秀辉.哈尔滨工程大学 2008



本文编号：3249605