基于有限单元法的虚拟路面建立方法

针对不同等级和具有复杂几何轮廓的虚拟路面重构需求,以路面不平度理论和有限元思想为基础,利用三维建模软件构建了路面曲面模型,通过有限元软件对路面模型离散化并提取路面的单元号和节点信息,用VB编写程序获得了A-H级路面的不平度序列,以ADAMS软件中的路面模型文件为基础,构建了A-H级路面,最后在ADAMS/CAR中进行了整车仿真分析。结果表明,这种基于有限元思想的虚拟路面重构方法,能快速准确地重构多级复杂路面。     

Modeling Research on Road Used for Virtual Experiment of Tracked Vehicle

利用Matlab编程建立了用于履带车辆虚拟试验的三维随机路面模型,并对单道路面不平度进行了功率谱估计和不同单道相关性验证.创建了适用于Adams软件履带车辆模块(ATV)路面模型的三维路面节点生成通用算法.分别分析了三维随机路面和有确定外形路面网格数量对路面模型精度的影响.在随机路面上进行车辆直驶虚拟试验,结果表明,三维随机路面的虚拟试验结果与二维随机路面的有较大不同；三维随机路面可以模拟车辆垂向和侧向两个方向载荷的作用,优于二维随机路面.     

基于BIM+GIS的沥青路面表里全域病害数字孪生研究

为全面整合和分析无损检测采集的病害信息并构建病害数字孪生模型对病害进行可视化表达，基于BIM+GIS技术，运用探地雷达检测手段，提出了路面全域病害整合与建模的新框架。在该框架中，首先面向不同路表病害类型分别开发基于深度图像表面拟合和基于二值图像轮廓拟合的病害建模方法，相较于传统二维贴图或三维固定参数的建模方式，该方法实现了对病害区域信息的准确拟合建模；该框架另一部分提出了路面结构内部隐蔽病害的三维可视化建模方法，相较于传统分析建模进一步实现了探地雷达数据的病害模型转化与BIM数字化道路高效整合，降低了探地雷达数据实际应用性的门槛。该方法基于2种不同雷达图像的病害特征，识别并提取病害区域，实现全路段隐蔽病害疑似区域和局部重点区域三维重构；最后自动化构建包含全域病害的数字孪生模型，将无损检测数据高效整合，完成病害实体在虚拟空间中的映射转化。同时借助地理信息系统绘制道路病害分布热力图，反馈病害分布以及发展情况，指导养护管理工作。试验结果表明：该框架高效完成全域病害的三维数字转化；路表裂缝和坑槽建模精度分别达到80.13%和98.17%,路面内部病害的模型结合现场钻孔取芯验证在判断病害发生位置...     

FTire模型的建立方法研究

在熟悉FTire模型结构及其特性基础上,提出一种基于虚拟样机软件ADAMS的建立方法,并通过适当的测试模型参数,建立了子午线轮胎的FTire模型.通过分析不同间距的三维等效容积路面仿真统计数据,可知FTire模型可以根据需求自动划分网格,但其最佳网格间距为20mm.FTire模型的建立为进一步进行车辆动力学分析提供了有...     

Multigen Creator与HintCAD结合的道路地形三维建模

为解决道路模型与地形模型的无缝结合,以拟建道路所在的地形为研究区域,根据道路建模要求较高的实时性、精确性和真实感的特点,分析了三维仿真建模软件与道路专业设计软件结合使用的方法和技术,提出了不同软件之间模型源数据转换方法,构建了拟建道路地形的整体模型.实践证明,此方法建立的三维仿真模型符合工程规范和标准的要求,具有可行性.     

基于三维地形的道路虚拟视景构建方法

以道路交通仿真虚拟场景构建理论知识为基础,运用道路线形设计软件———纬地设计新建或改建道路线形,仿真建模软件Multigen-Creator提供的API函数实现道路主体仿真模型的构建,运用地形建模软件Terrain-Vista实现道路仿真模型与地形的无逢连接,虚拟场景驱动软件VSDesign实时显示道路设计参数并实现实时仿真,解决了各软件之间数据的通用问题。提出道路虚拟视景构建方法的技术路线。     

虚拟环境下道路线形初步仿真研究

通过论述传统车、路模型研究缺陷,提出基于虚拟仿真软件ADAMS/Car建立人、车、路三维试验模型,在道路设计软件下制作特征路段进行试验仿真,并通过案例证明虚拟技术在道路线形研究中的前景良好。     

路线及路面条件设计阶段的安全性评价仿真系统

以公路横断面数据为型值点,应用multi-quadric插值函数先后拟合出路面单元节点的平面坐标以及高程,并用大量的小三角形单元来逼近连续的路表曲面,从而获得适于行驶动力学仿真的三维路面模型。在ADAMS软件环境下,建立了轻型客车和轿车的整车模型以用于仿真时的动力学解算。研究了轮胎-路面的耦合方法及跟踪路中线的闭环路径控制策略、维持车速的速度控制策略。最后在ADAMS环境下形成了路线-驾驶员-车辆仿真识别系统,通过道路上的运行仿真,获得沿路线上的车辆行驶动力学响应,进而对公路几何线形和路面条件的安全性做出判断以及评价,并以某段二级公路为实例进行了仿真分析。结果表明:该仿真系统对于道路建成后事故多发路段的安全改善具有重要意义。     

三维激光断面数据采集系统设计与应用

针对足尺加速加载试验路路表功能的细微变形测量,提出了用单点激光器(2μm)的测量方法来采集三维路面断面数据,以设计并开发出相应的研究级别测量仪器。对系统总体结构设计与实现及软件设计与实现进行了详细论述,并对三维激光断面数据采集及其图形的重构方法和系统测量误差进行了研究和分析,以此来实现路面三维空间参数的测量,系统测量误差为±0.5 mm。试验结果表明,三维激光断面数据采集技术可以用于路面车辙、构造深度、坑槽等路面的精确测量中,从而实现路面三维数据的高效率、高精度、高自动化的检测。     

基于深度学习和虚拟模型的路面全域伤损状态自动化感知

路面全域伤损的有效感知是全面、系统地实施维护决策的关键依据。提出一种基于深度学习和虚拟模型的路面全域伤损状态自动化感知方法。该方法首先基于无人机实测数据建模生成路面虚拟实体；然后使用深度语义分割网络从实测数据中精细化地检测路面伤损；最后，将输出的伤损特征检测结果与虚拟实体数据进行匹配和UV映射，获取各个伤损在虚拟空间中的定位信息并逐一部署，得到面向路面全域的伤损状态感知模型。结果表明：在现场实测统计长为236 m,宽为20 m的实际路面区域试验研究中，充分训练的U-Net网络的平均交并比(MIoU)达到0.86,显示出对无人机采集到的路面伤损区域极佳的分割精度。建立的路面伤损状态感知模型有效感知实际存在的伤损91处，与传统的二维检测结果相比，能够更加系统地对路面全域伤损进行全局表征，便于高效地推断伤损的特征和位置信息，实现精准、动态的路面服役状态评估。     

基于虚拟现实技术的道路交通设计浅析

针对现有道路交通设计中三维可视化程度不够的缺陷,对基于三维虚拟现实技术的道路交通设计进行了分析;借助三维驾驶仿真软件uc win/road,构建基于虚拟现实技术的道路设计科学体系,指导国内道路交通设计、建设及维护工作,提高道路工程设计质量,完善道路工程设计技术及建设交通组织方案。     

ADAMS中三维虚拟路面的实现

提出一种在车辆虚拟样机动力学性能仿真分析中构建三维虚拟路面的方法,将路面节点连接问题简化为投影平面内点集的不规则三角形网格连接,依据delaunay算法进行求解。由于对节点的分布无过多的限制,从而大大简化了虚拟样机动力学分析中路面的构建过程,可用于复杂试验路面的数字实现。     

一种基于无人机倾斜摄影的三维路网提取方法

三维路网是重要的基础地理信息数据，为了快速高效地获取包括路网在内的地表三维模型，可以采用无人机倾斜摄影技术，并设计相应的三维路网提取方法。在对无人机倾斜摄影三维模型、道路特性分析的基础上，提出一种基于无人机倾斜摄影的三维路网提取方法。首先，对无人机倾斜摄影和三维建模方法进行了分析，设计了针对三维路网提取的航空摄影策略和数据处理流程。分析了真实三维模型的构成，并结合道路在材质、形态等方面的特殊性提出了可用于道路提取的三维模型特征。然后，以三维模型中的三角面片为处理对象，开展了相关分割方法研究，消除存在混合地物的面片。利用支持向量机方法和面片的多种特征，进行了道路面片识别。最后，设计了道路面片三维连接方法和道路边缘三维修正方法，实现了面片间的连接以及道路边缘的有效修正。此外，还以北京某地区为例开展实际数据采集、三维建模和三维路网提取试验，介绍了倾斜摄影、控制点验证点数据采集以及三维模型的采集和生产过程；利用所提出的方法进行路网提取试验，得到了该区域的三维路网数据成果，并从定性和定量2个角度对成果进行评价。试验结果表明：所提出的方法可以有效地从倾斜摄影三维模型上提取路网信息，其平面和高程的精度均可满足一般导航等应用的要求。     

道路整体模型视相关简化方法研究

为了实现道路景观的实时三维可视化,针对道路整体模型提出了基于边数据结构的视相关动态简化的过程和方法,给出了基于边折叠建立操作层次树的方法,介绍了涉及视锥、背离面方向和屏幕投影误差的视相关准则原理,实现了道路整体模型的视相关动态简化和细化。实践证明:该方法能在保证道路整体模型具有较好视觉效果的前提下,大大降低模型的复杂度,从而达到道路景观实时可视化的要求。     

基于计算机仿真的公路安全设计方法

对公路安全设计与评价方法进行了分析,提出了基于计算机仿真的公路安全设计方法。该方法以ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem)软件为平台,通过建立汽车、驾驶员和三维道路等系统仿真模型,为公路设计安全评价提供虚拟对象。在计算机上运行这些模型,获得汽车实时行驶速度,以此可以评价公路线形设计参数是否满足汽车行驶的要求,从而达到评价设计指标安全性的目的。该方法为公路安全设计评价提供了"活的数学模型",这些模型具有参数容易修改、数据表达直观、试验速度快和节省费用等优点。     

基于人-车-路虚拟试验的道路线形安全性评价

为了避免由于线形设计不良造成日后事故多发路段的产生,提出了基于人-车-路虚拟试验的道路线形设计安全性评价方法。首先基于对公路线形导致交通事故的分析,选取并构造了轨道跟踪误差、转向任务间隔、方向盘峰值转速、侧向加速度、垂直荷载和路段通行极限车速为道路线形安全性评价指标;采用EICAD和多体动力学软件ADAMS/Car实现了道路设计方案的三维建模,然后与车辆模型、驾驶员模型构成仿真环境完成了对安徽至浙江某高速公路线形设计方案的安全性评价;多数评价指标显示该设计路线安全性较好,但路段通行极限车速显示该路段前段(里程0~2.47 km)行车速度分布较分散,容易诱发超速行驶,为潜在的事故多发路段。     

路面激励下的6700客车动力总成悬置系统性能分析

针对6700客车动力总成悬置系统在路面激励下的隔振性能进行了分析评估。建立了用于动力总成悬置系统性能分析的13自由度整车系统动力学模型,分析了系统的模态属性,重点讨论了考虑路面随机激励下的动力总成振动响应。对悬置系统隔振性能较差的问题进行了分析,找到了问题的主要原因是车架和悬置子系统存在沿Z向激励下的模态耦合。