路面检测系统摄像机实时控制的研究

设计了基于GPS和单片机串行通信,单片机控制摄像机的路面检测系统。着重论述了GPS和单片机串行通信和单片机控制程序问题。通过采用该控制系统进行的大量野外试验和对获得的在车辆高速行驶状态下拍摄连续图像的效果进行比较与分析,证明该部分设计较好地完成了路面检测系统要求的由外部信号触发实时控制线扫描摄像机工作的目的,获得了较为清晰的拍摄图像。     

多源视觉集料动态图像控制系统设计与实现

采用多源视觉技术,从沥青混合料原材料选取级配设计要求进行集料动态图像采集研究,解决了当前沥青混合料生产中集料级配检测过程滞后、工序复杂、不能实时的监控问题。针对生产现场多料仓集料图像并行实时检测要求,设计了大功率LED光源结合以太网面阵相机多源视觉动态图像采集控制系统。设计了电动分料抽样采集装置、基于PLC的多轴无线运动控制系统、自适应千兆以太网交换机配合光纤收发器的动态图像数据传输系统,解决了多通道数据采集和实时快捷数据存储的可靠性问题,实现了集料动态图像的多相机实时并行采集与处理。试验证明本系统能满足集料级配实时检测精度、可靠性和控制要求。     

一种道路图像破损自动识别系统的设计

为了适应现代公路的高速发展,提高路面检测的工作效率和准确率,取代传统人工检测方法,本文基于CCD摄像机方法设计了一种道路图像破损自动识别系统。系统由图像采集单元、图像处理单元、GPS定位单元组成,其中,硬件设计中包括GPS定位单元、CCD摄像机采集单元、辅助照明单元、UPS电源等;软件设计中包括图像采集程序设计和图像处理程序设计。设计结果表明:通过GPS定位技术和CCD摄像技术能够快速、科学、准确地连续采集路面图片,系统软件能够实现对破损路面图片的自动识别与处理等一系列工作,可以应用到工程实际中。     

路面破损图像几何畸变校正技术研究

论述开发公路路面破损自动检测系统的必要性，建立了由承载车及其附属装置，路面破损图像采集子系统，路面破损定位子系统，数据处理子系统构成的路面破损自动检测系统，根据检测路面宽度要求，选择了适当的摄像机及镜，分析了摄像机位置参数对图像采集的影响，确定了合理的摄像机安装位置，通过光电编码器控制图像采集频率，实现路面图像自动采集，同时，利用3次多项式对镜头失真引起的图像几何畸变进行校正实验，结果理想。     

基于图像自动匀光的路面裂缝图像分析方法

基于视频图像检测裂缝是当前路面病害检测的主要手段。为解决路面裂缝检测系统在不同光照条件下裂缝识别可靠性问题,研究了一种基于图像自动匀光的路面裂缝图像分析方法。首先对基于面阵CCD相机图像裂缝检测存在的问题进行分析,提出采用图像自动匀光技术解决不同光照条件下图像一致性输入问题;其次,设计了一种基于自动电子印相机原理的路面图像快速匀光算法,提出了一种实用的路面裂缝图像处理策略并设计了路面裂缝图像处理流程;最后,对一组由面阵CCD相机获取的路面图像按照该方法进行路面裂缝检测试验,验证了基于图像自动匀光的路面裂缝图像分析技术的合理性和实用性。     

基于CAN总线的柴油机数据采集系统设计

设计了基于CAN总线的柴油机运行参数采集系统,以C8051F040单片机为核心,采用传感器、信号调理模块和AT45DB161存储芯片实现数据的采集与存储,阐述了系统的硬件结构和程序设计。试验表明,设计的系统可快速准确地采集柴油机各种运行参数,实现实时采集、历史数据存储,扩展方便,经济实用。     

车载道路快速检测与测量技术研究

介绍了一种车载式道路快速检测与测量技术,该技术综合应用光、机、电、算及“3S”技术,以机动车为平台,装备高分辨率线阵路面图像采集系统、激光结构光三维测量系统、多目CCD立体测量系统、惯性补偿的激光测距系统、GPS／DMI／GYRO组合定位系统等先进的传感器系统以及车载计算机、嵌入式集成多传感器同步控制单元等设备,在车辆正常行驶状态下,自动完成道路路面裂缝、车辙、平整度、道路几何参数及道路沿线设施图像等数据采集。经对比试验证明,该快速道路检测技术与传统的人工检测方式具有良好的相关性。     

基于多种算法的高速公路路面裂纹检测分析

为了提高高速公路路面裂纹检测的精确性和高效性,提出了高速公路路面裂纹检测车检测装置的设计方案。首先是通过对路面动态检测系统的设计与选型,研究设计出路面图像采集系统,然后把数据图像传递并保存在计算机中;基于多种算法进一步提取线性特征识别出裂缝目标,通过对裂缝的长度、宽度进行计算,进而求出裂缝面积等操作,得到比较满意的处理图像结果。结果表明:该装置节省人工时耗,提高了路面裂纹检测的精度和效率,改善了经济效益,可为今后的高速公路路面裂纹检测分析提供基础。     

一种路面损坏状况的数字图像识别方法

有效、及时地收集路面损坏数据是进行路面维修管理的基础.文章阐述了一种路面损坏状况的自动图像识别方法.该方法基于CCD摄像机采集到的图像,进行矢量化处理,可进行裂缝类型的区分与严重程度的辨别.     

基于Freescale S12单片机的路面附着系数测试系统

路面附着系数与行车安全性密切相关。设计了一种基于Freescale S12单片机控制的路面附着系数测试系统。该系统针对路面附着系数测试系统的需求,以滑移率与路面附着系数间的关系为依据,将MC9S12DG128B单片机作为控制核心,对信号采集系统和信号调理单元输出的信号进行相应计算处理,最终将测得的路面附着系教发送至数据显示单元。试验结果表明,设计的路面附着系数测试系统具有结构简单、测量精度高、实用性强及人机交互功能强等优点,具有一定的实际应用价值。     

双目视觉技术在城市道路路面裂缝检测中的应用

针对传统城市道路路面裂缝检测效率低下、成本过高等问题,提出了一套基于双目视觉与数字化图像处理的自动化检测方法。用一对CCD工业相机同时采集道路表面裂缝,再对图像进行数字二值化处理以提取裂缝特征点,根据双目视觉理论计算特征点的坐标,由此计算路面裂缝的最大宽度和最大长度,从而实现对城市道路路面裂缝的快速自动化测量。计算结果表明:被测路面裂缝的最大宽度与最大长度测量误差分别控制在10%和1%以内,符合相关技术标准要求,且检测耗时大为缩短。     

基于交互多模型的车辆质量与道路坡度估计（双语出版）

车辆结构参数和道路环境信息的实时准确获取是提高智能汽车运动控制性能的重要因素之一，而车辆质量与道路坡度信息是多种汽车控制系统的必要信息，因此质量与坡度在线估计的研究一直受到关注。针对车辆质量与道路坡度的联合估计问题，提出了一种基于交互多模型的质量与坡度融合估计方法。首先，设定了适宜进行质量精确估计的工况条件，据此提出了基于模糊规则的质量估计置信度因子计算算法，进而设计了基于置信度因子的递推最小二乘车辆质量估计算法，以实现质量的在线估计。然后，以车辆纵向动力学模型为基础，建立了运动学和动力学2种坡度估计模型，并设计了基于运动学模型的线性卡尔曼滤波坡度观测器，基于电子稳定性程序ESP的纵向加速度信息实现坡度估计，设计了基于动力学模型的无迹卡尔曼滤波坡度观测器，基于ESP和发动机管理系统EMS的力信息实现坡度估计。运动学模型未考虑车辆姿态信息，坡度估算结果与实际值有偏差；动力学模型对模型精度要求高，算法稳定性差，为充分发挥2种方法优势实现坡度的精确估计，采用交互多模型算法实现了2种坡度估计方法的加权融合。最后，对所设计的算法进行了实车试验验证。结果表明：所设计的质量与坡度估算算法具有较好的实时性和准确性，适合智能汽车运动控制的应用需求。     

基于横向安全距离模型的主动避障算法

现有的安全距离模型是基于纵向相对车速或减速度值建立的,没有考虑移动目标的横向运动特性。本文利用移动目标横穿马路的速度、相对位置,建立横向安全距离模型,并提出一种基于横向安全距离模型的主动避障算法。首先,根据横向移动目标横穿马路的速度、相对位置和自车的制动距离建立横向安全距离模型,设计主动避障算法。接着,为计及路面条件对制动效果的影响,引入当前行驶路面估算的附着系数峰值估算最大制动减速度,约束目标避障减速度,并调整制动强度,以适应不同路况的安全避障行驶。最后,以典型横向移动目标骑行者作为研究对象,通过PreScan/Simulink/CarSim联合仿真验证避障算法的有效性。结果表明:基于横向安全距离模型的主动避障算法能有效避免与骑行者碰撞,提高行车的主动安全性。     

基于GPS的公路视频影像信息系统

为了提高公路路况管理及路产管理的效率，开发了基于全球定位系统（GPS）的公路视频影像信息系统.通过视频影像的实时采集压缩和GPS定位，系统可实现基于里程和道路设施的多种视频影像搜索和定位功能，同时可根据电子地图快速定位到相应的视频图像帧.在论述了系统的体系结构后，推导了利用GPS坐标推算里程的算法，该算法通过录入关键帧对应的里程，内插出每帧的里程数，并对其进行修正.实践证明：该算法可有效地控制图像帧的里程误差，该系统可有效用于公路路况管理和公路路产管理.     

Investigation on dynamical interaction between a heavy vehicle and road pavement

This paper presents a model for three-dimensional, heavy vehicle-pavement-foundation coupled system, which is modelled as a seven-DOF vehicle moving along a simply supported double-layer rectangular thin plate on a linear viscoelastic foundation. The vertical tyre force is described by a single point-contact model, while the pavement-foundation is modelled as a double-layer plate on a linear viscoelastic foundation. Using the Galerkin method and quick direct integral method, the dynamical behaviour of the vehicle-pavement-foundation coupled system is investigated numerically and compared with that of traditional vehicle system and pavement system. The effects of coupling action on vehicle body vertical acceleration, suspension deformations, tyre forces and pavement displacements are also obtained. The investigation shows that the coupling action could not be neglected even on a smooth road surface, such as highway. Thus, it is necessary to investigate the dynamics of vehicle and pavement simultaneously based on the vehicle-pavement-foundation coupled system.     

动态荷载下半刚性沥青路面弯沉的影响因素

在ABAQUS中建立移动的周期荷载,模拟真实的车辆荷载,分析连续式弯沉检测中检测速度、轴载大小、检测温度对路表弯沉产生的影响。计算表明:车速由40 km·h^-1增加到120 km·h^-1时,车速对弯沉值的影响显著,弯沉值下降了15.22%,尤其是在低速行驶时更加明显;路表弯沉与轴载大小基本上按照线性比例增加;当温度较低时,路表弯沉随温度较为缓慢变化,接近线性变化;当温度较高时,路表弯沉随温度的变化加快。研究结果初步揭示了检测参数对路表弯沉的影响,为连续式弯沉检测设备的开发应用提供了依据。     

基于图像处理技术的表面缺陷自动检测系统的研究

开发了一种基于图像处理技术的制动阀表面缺陷自动检测系统。该系统根据功能面的特点设计了图像采集系统，综合运用了图像处理技术，使用了改进的中值滤波技术消除噪声，运用矩量不变法自动阈值分割，采用霍夫变换提取功能面，可准确判定工件的质量等级。用于生产线运行表明，该系统能够长时间稳定工作，检测结果可靠，克服了传统检测方法劳动强度大且误检率高的缺点。     

Preview suspension control for a full tracked vehicle

In this study, preview control algorithms for the active and semi-active suspension systems of a full tracked vehicle (FTV) are designed based on a 3-D.O.F model and evaluated. The main issue of this study is to make the ride comfort characteristics of a fast moving tracked vehicle better to keep an operator’s driving capability. Since road wheels almost trace the profiles of the road surface as long as the track doesn’t depart from the ground, the preview information can be obtained by measuring only the absolute position or velocity of the first road wheel. Simulation results show that the performance of the sky-hook suspension system almost follows that of full state feedback suspension system and the on-off semi-active system carries out remarkable performance with the combination of 12 on-off semi-active suspension units. The results simulated with 1^st and 2^nd weighting sets mean that the suspension system combined with the soft type of inner suspension and hard type of outer suspension can carry out better ride comfort characteristics than that with identical suspensions. The full tracked vehicle (FTV) system is uncontrollable and the system is split into controllable and uncontrollable subspace using singular value decomposition transformation. Frequency response curves to four types of inputs, such as heaving, pitching, rolling, and warping inputs, also demonstrate the merits of preview control in ride comfort. All the frequency characteristic responses confirm the continuous time results.     

基于GPRS的重型汽车道路试验系统研究

为了满足重型车辆道路试验远程数据传输的要求,本文基于GPRS通讯网络技术开发了重型汽车道路远程试验监控系统。文中阐明了系统的基本要求,设计出了GPRS道路实时监测系统网络系统架构,给出了车载数据采集单元的功能原理图,可通过GPRS模块将汽车行驶中性能参数发送到终端监控软件。最后,通过一个应用实例验证了该系统的可靠性和实用性。     

Handling stability improvement through robust active front steering and active differential control

The design of the integrated active front steering and active differential control for handling improvement of road vehicles is undertaken. The controller design algorithm is based on the solution of a set of linear matrix inequalities that guarantee robustness against a number of vehicle parameters such as speed, cornering and braking stiffnesses. Vehicle plane dynamics are first expressed in the generic linear parameter-varying form, where the above-stated parameters are treated as interval uncertainties. Then, static-state feedback controllers ensuring robust performance against changing road conditions are designed. In a first series of simulations, the performance of the integrated controller is evaluated for a fishhook manoeuvre for different values of road adhesion coefficient. Then, the controller is tested for an emergency braking manoeuvre executed on a split-μ road. In all cases, it is shown that static-state feedback controllers designed by the proposed method can achieve remarkable road handling performance compared with uncontrolled vehicles.