基于车载激光点云的道路平整度检测新方法研究

路面平整度是评定道路路面质量的主要技术指标之一,传统的平整度测量方法检测效率低、劳动强度大,难以满足道路快速巡检和公路养护的需求。移动测量系统能够快速动态获取高精度道路点云数据,能详细再现道路的细节特征。因此,本文通过分析车载点云的精度特点以及国际平整度IRI的计算方法,提出一种应用车载激光点云进行路面平整度检测的方法,首先对车载点云数据进行预处理,沿轮迹带方向提取路面点;然后采用等间距邻域均值采点的方式获取路面高程值;最后使用路面高程值进行IRI计算并与高精度水准数据计算的标定结果进行对比。实验结果表明,车载移动测量系统能够用于路面平整度的快速检测。为道路三维快速巡检和公路养护提供了技术支持。     

基于激光雷达点云的道路几何信息提取与数字化建模研究

为实现快速、自动化的道路几何信息提取和数字化建模，基于激光雷达点云提出了一套从道路语义分割、几何线形提取到集成化建模的通用框架。首先，基于空间上下文特征基础框架，将局部特征的最大值和邻域均值进行聚合以作为局部特征，使用径向分布参数与三维坐标描述全局上下文特征，构建道路语义分割网络。其次，基于道路场景分割结果，通过体素降采样和半径滤波法减少点云数据量、去除离群点，并利用可变半径Alpha Shapes (VA-Shapes)算法提取道路边线，结合获取的边线横纵坐标，计算路段几何信息(路宽、纵坡、横坡等),使用inshape函数和插值法构建交叉口的数字高程模型。最后，采用Dynamo for Revit将道路几何信息导入并生成道路路线，通过Revit软件设计道路自适应族构件及不同类别基础设施族构件，实现精细化道路数字建模。利用开源数据集Semantic3D进行训练和测试，分析与评价道路几何信息提取效果。研究结果表明：所提出的算法总体准确度为95%,路面的单类交并比为97.9%,能够很好地实现道路点云场景的自动化语义分割；相比于传统的固定半径Alpha Shapes算法，VA-Shapes算...     

基于车载激光扫描与卫星图像测量协同的公路改扩建勘测设计方法研究

针对目前公路改扩建勘测设计项目受航空管制、人工上路实测难等因素限制而难以满足工期要求的问题,该文提出了一种结合车载激光扫描与卫星图像测量的公路改扩建协同勘测设计方法。利用车载激光扫描测量技术,快速采集既有道路高精度点云数据,处理得到设计所需的原有道路路面车道标志线、断面、中央分隔带等信息;基于车载激光点云强度信息识别出地面特征,作为卫星图像测量的地面控制点,以此生成所需的1∶2 000大比例尺数字线划地形图。试验结果表明:该方法生产的车载激光数据与卫星测绘的地形图可以高精度吻合,并满足公路改扩建工程定测与施工图设计精度要求,可以有效解决公路改扩建工程高精度信息快速获取难题。     

凸凹不平道路几何参数识别和模型重构方法研究

自动驾驶汽车的凸凹不平道路和异常路面行驶，不仅要考虑道路曲率等因素，还需要对路面凸起、凹坑等特征和病害进行识别建模，提高车辆通过性、安全性和舒适性。为此，本文提出了一种基于激光雷达的凸凹不平道路几何参数识别和模型重构方法。首先，将局部加权散点平滑方法（Lowess）首次应用于激光雷达点云处理，提高了激光雷达点云数据的平滑性；其次，提出了基于斜率阈值分割的路面几何参数识别方法，通过设置斜率阈值对道路凸起与凹坑进行识别提取；再次，通过识别特征点云边界构建了带约束的分段多项式函数路面连续典型特征拟合数学模型。最后，通过建立的室内路面典型特征沙盘模型及路面实测数据，应用本文提出的方法，对凸凹不平道路的凹坑和凸起等特征进行了识别和模型重构。结果表明，分段多项式拟合方法在拟合次数5～6次时达到拟合效果极限位置，此时各个场景中92%的数据点拟合均方根误差在0～0.015 m范围内，本文提出的方法能准确完成凸凹不平道路几何参数识别，实现路面典型特征三维数学模型重构。     

融合影像信息的LiDAR点云滤波

传统的LiDAR点云滤波方式都是基于点云本身利用其高程突变信息进行滤波和分类,仅依靠单一的数据源难以达到良好的滤波效果.文中融合影像信息的LiDAR点云数据滤波,通过影像分割后,提取分割对象内的形状和光谱信息,将矢量空间对象与点云套合后建立决策树辅助滤波.文中对建筑物、道路密集区进行试验,取得了较好的滤波效果.     

基于体素柱形的激光雷达点云车辆目标检测算法

环境车辆是自动驾驶汽车行驶时的主要障碍物之一，对环境车辆的尺寸、位置、朝向等空间信息进行感知对于保障行驶安全具有重要意义。激光雷达点云数据包含了场景中物体表面扫描点的三维坐标，是实现车辆目标检测任务的重要数据来源。结合SECOND与PointPillars方法，提出一种基于体素柱形的三维车辆目标检测模型，利用三维稀疏卷积聚合点云局部特征，在体素特征图上构造柱形并进行特征编码，有效解决点柱形方法缺乏柱形间特征交互问题，增强点云特征的空间语义信息；基于均值池化操作生成锚框点云占据位图并提出一种简单负样本过滤策略，在模型训练阶段筛除预设在无点云覆盖区域的无效锚框，缓解正负样本或难易样本不均衡问题；在目标框回归模块中，使用类别置信度与交并比(IoU)预测值计算混合置信度，改善分类分支与位置回归分支结果不一致问题，并使用KITTI三维目标检测数据集进行模型训练与评估。研究结果表明：在严格判定标准下(IoU阈值设置为0.7),所提算法在简单、中等、困难3种难度级别下分别获得了89.60%、79.17%、77.75%的平均检测精度(AP_3D),与SECOND、PointPill...     

LiDAR数据在公路测设中的精度改善技术研究

通过修正LiDAR点云的滤波处理结果,根据工程应用的需求,将高速公路和桥梁上的非地面点提取出来与地面点合并作为地形点.并添加高速公路路面边缘的三维矢量线作为约束条件进行联合建模,以达到补充桥梁和路面数据点的目的,从而提高数模精度.     

基于稀疏卷积神经网络的车载激光雷达点云语义分割方法

对车载激光雷达扫描得到的点云进行语义分割是保证行车安全、加强驾驶员对周边环境理解的重要手段之一。因为内存限制和大规模点云场景更加稀疏的特点,将传统神经网络的方法直接沿用到车载激光雷达扫描得到的点云场景中的效果不佳。本文中针对大规模点云的稀疏性,利用稀疏卷积神经网络对体素化点云进行特征提取。考虑到逐点处理分支抑制点云数据的密度不一致性导致的信息损失,另外设计了3D-CA和3D-SA模块,使稀疏卷积神经网络更好地提取特征。实验结果表明,与传统卷积神经网络的方法和将点云投影到平面的方法相比,使用稀疏卷积神经网络对大规模点云进行语义分割,可将平均交并比提升4.1%和3.4%,证明了该方法的有效性。     

基于LIDAR数据的道路平面线形拟合方法研究

阐述了LIDAR数据滤波与分类方法,提出了一种在原始离散点集中提取道路信息的基于既有知识数学形态学分类方法,结合LIDAR数据的特点提出了一种针对带状离散点云的定步长径向搜索方法以提取道路中轴点列并对点列进行道路平面线形拟合与恢复,试验结果表明,基于既有知识数学形态学分类方法能较好地从LIDAR地面数据点云中提取道路信息;从机载LIDAR数据的离散带状点云中拟合公路平面线形,所采用的搜索算法简单快速,运算效率高.     

车载激光扫描与无人机摄影测量协同的公路改扩建勘察设计方法

目前公路改扩建勘察设计项目普遍采用航空摄影测量技术获取各类基础资料,该技术极易受气候条件、起降不便等因素影响,导致工期较长。该文提出了一种结合车载激光扫描与无人机低空摄影测量的公路改扩建勘察设计方法。首先利用车载激光扫描测量技术,快速采集既有道路高精度点云数据;然后利用无人机摄影测量技术获取高分辨率图像,生成数字正射影像DOM和1∶1 000数字线划图DLG;最后利用三维激光点云、DOM、DLG进行融合处理,得到设计所需要的原有道路路面车道标志线、断面、中央分隔带等信息。试验结果表明:该方法可高效生成地形图、地面线等基础资料,并且满足公路改扩建工程定测与施工图设计精度要求,可以有效解决公路改扩建工程高精度信息快速获取难题。     

基于TOPSIS的黑龙江省公路施工路域生态环境影响评价研究

寒冷地区公路建设日趋发展,公路建设对土壤、植被等生态因子产生影响,导致寒区路域生态环境恶化。以典型寒区代表黑龙江省公路为研究对象,创新性地提出将冻土环境作为寒区生态环境评价的重要方面,建立公路施工期路域生态环境影响综合评价指标体系,利用组合赋权法确定指标权重,建立TOPSIS模型,通过计算各级指标贴近度来确定公路施工期路域生态环境影响评价等级。对国道丹阿公路呼十段进行了评价,评价结果为Ⅱ级。结果表明:建立的评价指标体系适用于黑龙江省公路生态环境评价,组合赋权法确定的权重科学合理,TOPSIS模型适用于黑龙江省公路施工期路域生态环境影响评价。     

浅谈在省道S115线某段升级改造勘察设计中的几点体会

该文通过对省道S115某段现状介绍,分析了存在问题,阐述了在国省道升级改造勘察设计中的几点体会,以实现城郊公路按城市化道路管理,达到公路兼顾城市道路功能的目标。     

平原区高速公路生态绿化评价体系构建

各地路政部门都在进行公路绿化,绿化形式各样,但是效果差别很大。界定了公路生态绿化概念,认为生态绿化是公路路域生态环境恢复的基础和条件。在分析总结的基础上,总结公路生态绿化评价原则和方法,以路段为评价单元,从安全功能、生态功能、景观功能、经济效益等4个方面,运用层次分析法构建评价体系。该评价体系能够在一定程度上,科学、客观地衡量和评价某一区域公路生态绿化现状和发展水平。     

干线一级公路交通组织设计研究

现有部分一级公路功能与交通需求不相匹配、平面交叉和出入口布设密集、路段和交叉口的交通组织不甚合理，导致公路通行效率较低、道路安全性较差。以上海市大叶公路为例，对干线一级公路交通组织进行了设计研究，基于公路的功能定位选用相适应的技术指标，通过合理的一般路段与平面交叉口交通组织设计以及指路标志设计，提升了公路的整体运行效率和交通安全，并为后续干线一级公路的建设提供了一定的工程经验和设计参考。     

论公路市政化改造设计

随着城市的不断扩大,许多郊区已经城市化,有必要将公路改造为城市道路。该文以广州市广从公路市政化改造为例,从道路的加宽与加铺、桥涵加宽、排水改造、交通工程的完善及绿化改造五个方面阐述了公路改造为城市道路的设计特点。     

Crash prediction model for two-lane rural highways in the Ashanti region of Ghana

Crash Prediction Models (CPMs) have been used elsewhere as a useful tool by road Engineers and Planners. There is however no study on the prediction of road traffic crashes on rural highways in Ghana. The main objective of the study was to develop a prediction model for road traffic crashes occurring on the rural sections of the highways in the Ashanti Region of Ghana. The model was developed for all injury crashes occurring on selected rural highways in the Region over the three (3) year period 2005–2007. Data was collected from 76 rural highway sections and each section varied between 0.8 km and 6.7 km. Data collected for each section comprised injury crash data, traffic flow and speed data, and roadway characteristics and road geometry data. The Generalised Linear Model (GLM) with Negative Binomial (NB) error structure was used to estimate the model parameters. Two types of models, the ‘core’ model which included key exposure variables only and the ‘full’ model which included a wider range of variables were developed. The results show that traffic flow, highway segment length, junction density, terrain type and presence of a village settlement within road segments were found to be statistically significant explanatory variables (p < 0.05) for crash involvement. Adding one junction to a 1 km section of road segment was found to increase injury crashes by 32.0% and sections which had a village settlement within them were found to increase injury crashes by 60.3% compared with segments with no settlements. The model explained 61.2% of the systematic variation in the data. Road and Traffic Engineers and Planners can apply the crash prediction model as a tool in safety improvement works and in the design of safer roads. It is recommended that to improve safety, highways should be designed to by-pass village settlements and that the number of junctions on a highway should be limited to carefully designed ones.     

公路交通安全评价系统1．0版本的开发与应用

实践证明,公路交通安全评价是提高公路安全水平的有效手段。尽管其在我国还是一个较新的课题,但已经引起相关部门的重视,国内也开展了很多安全评价方法的研究。《西部地区公路安全评价》是系统研究公路安全评价方法的一个课题。而公路交通安全评价系统1.0版本是在该课题成果基础上开发的一套实用化的工具,它包括交通基础数据的管理和事故多发段判别、规范符合性分析、事故预测、速度一致性分析、路侧危险度分级等分析模块。本文对该系统各个模块的功能进行了阐述。     

基于无人机LiDAR的新建公路工程勘测设计

针对新建公路工程精确空间信息快速获取的难题,提出了一种基于无人机LiDAR的勘测设计方法。首先通过分析LiDAR系统主要误差源的影响,介绍无人机LiDAR系统选择方法,然后介绍利用无人机LiDAR数据及与公路CAD协同设计方法。公路工程勘测表明：利用无人机LiDAR获得的激光点云精度高程优于15 cm,可满足新建公路工程定测与施工图设计精度要求,该方法极大增强了公路工程高精度数据获取的灵活性。     

甘肃省公路养护管理规划的编制

针对公路管理部门对公路养护较少系统的分析和评价,以及科学决策等问题,分析公路养护的必要性,在此基础上提出公路养护规划的内容以及编制养护规划的技术路线,编制了甘肃省公路养护管理规划以及可实施方案,以保障公路在其设计年限内充分发挥运输功能。     

震后都汶公路沿线泥石流灾害分布与活动特征

针对山区地质背景复杂、地貌起伏大和地质灾害分布广的特点,以都汶公路沿线泥石流为研究对象,通过详细的野外调查,系统研究都汶公路泥石流危害特点,查明公路沿线泥石流灾害的分布,分析泥石流对山区公路的影响,归纳泥石流灾害的形成条件和活动特征。针对泥石流灾害现状,对都汶公路泥石流发展趋势进行有益探讨,为山区公路泥石流治理提供参考。