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。     

不同平整度指标在机场道面检测中的差异性研究

为了评价不同平整度指标在机场道面检测中的有效性,选取国际平整度指数IRI、标准差δ、3 m直尺量测的最大间隙h为对象,以西安咸阳机场为例,利用平整度仪测定跑道、平行滑行道(A滑)中心线两侧第一或第二幅板的平整度,分别计算了三个指标值,并运用四种非参数检验方法对任意两指标进行了差异性检验。研究结果表明:IRI与标准差δ对机场道面检测结果具有很好的相似性,没有显著性差异;而最大间隙h对机场道面检测结果与IRI、标准差δ均存在显著性差异,不具备良好的相似性;建议对机场道面平整度评价时,宜采用IRI和3 m直尺测量最大间隙h这两个指标。     

汽车行驶路况识别与划分方法研究

为调研汽车使用路况，真正了解现场路面信息，研究了基于国际平整度指数（IRI）的路面等级便捷识别与划分方法。建立IRI识别路面等级的数学模型，通过道路模拟试验结果进行有效性验证，构建通过样车简配传感器方案及等里程分割方法识别路面等级及其里程分布，结果表明，基于IRI识别路面等级结果与功率谱密度数据吻合良好，所有的技术方法能够快速获取路况及其分布的信息，具有良好的可操作性、有效性。     

基于路面测量值的沥青路面平整度数学模型研究

本文在《公路工程质量检验评定标准》下确定评价沥青路面平整度的各项指标,并通过构建正弦函数来表征路面波,利用拉格朗日插值法获得相关评价参数的数学表达式,建立沥青路面平整度的数学模型,并以实际测量数据进行数据优化处理。研究结果主要有:根据国际平整度指数IRI建立起路面平整度数学模型中相关参数之间的相互关系;通过置信误差标准来对测量数据的预处理和误差分析,对路面波进行分区划分,确立路面波的波长值和幅值关系,得到该路段的正弦函数关系式,为后续路面波形函数的分析计算奠定基础。     

国际平整度指数建模与影响因素综合分析

为了掌握国际平整度指数(IRI)主要影响因素的作用规律,建立1/4车模型的动力学方程及国际平整度指数的数学计算模型,解析IRI的不平整激励、行驶速度及行驶时间3类影响因素;在分析传统解析法和数值法求解IRI模型不足的基础上,提出基于Matlab/Simulink仿真模块的模型求解流程。分别以正弦函数形式路面、随机函数形式路面和实测高程路面生成相应不平整激励的数据集,定量综合分析国际平整度指数在行驶速度、波长、振幅和空间位置等影响因素作用下的分布特性。结果表明:(1)在3种不同路面激励下,国际平整度指数与速度整体上呈先增大后减小的趋势,而非传统的单调递增关系;(2)对正弦函数不平整激励,不同速度下IRI值与振幅成正比,IRI的敏感波段均位于0.5~2.7 m的短波范围,可用于解析实测路面的起伏波长和振幅对IRI值的作用关系;(3)对随机不平整激励,平稳的随机噪声使得每个分段内不平整激励的规律相同,IRI值随速度梯度的变化明显,可用于解析实测路面的随机噪声与IRI的作用关系;(4)与基于函数模拟的不平整激励相比,实测路面的国际平整度指数与速度的关系具有显著差异,IRI具有数值小、上升和下降速度相对缓慢的特征,实测路面不平整激励可看作是正弦函数和随机路面不平整激励的复杂组合。     

基于国际平整度指数IRI的路面不平度仿真研究

国际平整度指数IRI和路面功率谱密度PSD是评价路面平整度的两大指标,通过理论公式的推导,建立了两大指标的换算关系.在此基础上,给出了基于离散傅立叶逆变换的路面不平度仿真过程,推导得出了基于国际平整度指数IRI的路面不平度仿真过程,并对仿真精度进行了验证.仿真结果表明:利用该方法可以直接通过国际平整度指数豫,对路面不平度进行时域仿真,且仿真精度较高.最后,结合实测高速公路的国际平整度指数IRI对实际路面进行了不平度仿真,得到实际路面的不平度起伏情况.     

机场道面平整度评价指标的相关性分析

在我国机场道面平整度评价体系中,针对早年多采用3 m直尺下最大间隙平均值而目前多采用国际平整度指数(IRI)的问题,提出了一种延续机场道面平整度评价的历史资料信息的有效途径。建立了IRI的Simulink快速求解流程,开发了3 m直尺下最大间隙平均值的计算程序,提出了一种IRI和3 m直尺下最大间隙值的相关性研究方法。基于世界范围内37条机场跑道和37条机场滑行道的纵断面数据,统计分析了两个指标之间的相关程度以及受不同分段间隔的影响。结果表明:跑道的两者线性相关系数高达0.96,滑行道的线性相关系数高达0.97,且分段间隔的取值对相关程度影响较小;IRI分别为3 m直尺下最大间隙平均值的0.86倍和0.93倍关系。探究了两个指标对道面波长的敏感性。结果表明:3 m直尺下最大间隙平均值的敏感波长为0.5～4 m的短波,与IRI的敏感波长1～5 m短波非常接近;敏感波长相似使得无论是在机场跑道还是滑行道,IRI和3 m直尺下最大间隙的平均值之间都呈现高度线性相关。本研究可为机场道面的性能预测提供更多的基础样本,制订更科学合理的道面养护维修对策。     

基于影像云纹法的路面平整度检测方法

研究基于影像云纹法的路面平整度获取方法.采用Labview编写程序,开发路面高程成像采集软件,利用Labview内置的影像处理技术去除噪声干扰后,分割出路面等高面,并可用Matlab软件绘制出路面三维图像.实验表明:路面平整度影像云纹法检测方法获取的路面等高面与用实际测量所得数据绘制出的路面等高面相关性良好.该方法设计...     

最小二乘法结合BP神经网络在路面平整度数据标定及处理中的应用

在充分调研国内外路面平整度检测技术的基础上,针对平整度数据检测中存在的异常数据、漏检数据等问题,结合其技术指标,基于最小二乘法的原理对试验数据的IRI测量重复性误差和IRI测量误差进行分析,确保数据源的准确性和可参考性,并对BP神经网络算法的有效性和实用性进行了验证,再采用BP神经网络方法对路面平整度检测数据进行识别和补充处理,使检测到的数据能反映被检测实体的真实信息。最后,结合工程实例,在Matlab上实现仿真和计算,把补充的数据和真实数据进行相对误差比较分析,结果表明:数据处理结果能很好地满足工程质量检测数据误差的要求。     

国际平整度指数影响因素研究

文章依据1／4车模型,分析了位移检测精度、路面纹理、计算长度、行驶方向和行驶速度对国际平整度指数(IRI)的影响,得出了位移检测精度和IRI检测误差的关系;要减小纹理对测量结果的影响,只能加大采样频率,采用平均滤波加以消除。计算长度和行驶方向不同,也会带来较大误差,因此,国际平整度指数具有方向性。通过分析行驶速度对国际平整度指数的影响,指出采用颠簸累积仪检测时只有恒速80km／h,才能保证和水准检测计算的IRI有较好的一致性。     

山区公路平整度检测技术方法研究

针对山区公路平整度检测提出一种新的方法,该方法可以实时检测车身在拐弯时设备的倾角,并用于计算与修正激光传感器测量路面的相对高程.通过模拟试验和在试验路段的测试表明:此方法能较好地消除车辆倾斜造成的路面平整度检测偏差.     

基于三维技术的道路综合检测车

研发了基于三维检测技术的道路综合检测车,该检测车可同时开展路面损坏、车辙、平整度、纹理、道路景观等检测任务。路面损坏模块能采集路面灰度图像和横断面三维高程数据并自动识别裂缝、车辙、坑槽等常见病害;独创性地研发了非惯性平整度检测模块,可不受车速变化、车辆振动等因素干扰,准确采集道路纵断面高程并计算国际平整度指数(IRI),当模块纵向安装时还能精确采集道路横断面纹理数据并导出平均断面深度(MPD)。此外,该模块还可检测混凝土路面的错台情况。三维立体相机和激光雷达(LIDAR)构成的道路景观图像模块可采集道路周边环境图像和三维激光点云数据,以实现道路资产的精细化管理。     

路面结构层高程及平整度控制影响因素分析及对策

强调高程及平整度指标对于路面综合质量控制的重要性,分析影响路面结构层高程及平整度控制的相关因素,从测量、机械设备、材料以及现场施工等方面提出针对性的控制措施。     

基于竖向加速度响应的机场道面平整度评价及IRI标准反演

为了制定科学的机场道面平整度评价标准,提出一种基于竖向加速度响应的机场道面平整度评价方法并反演IRI标准。综合考虑飞机的竖向运动、俯仰和侧倾转动,建立6自由度的飞机整机动力学模型及振动平衡方程,并从飞机轮胎的几何滤波效应出发,采用"刚性滚子"轮胎接触模型的有效路形表征不平整道面;同时,构建飞机驾驶员、前舱位、后舱位和重心处的竖向加速度及其最大响应的计算模型,并采用Simulink仿真模块进行快速求解。以某代表C类飞机为例,在服从高斯分布的随机道面激励及不同滑行速度下,综合分析4个代表部位的最大竖向加速度响应的分布特性,建立其对应的非线性回归模型,并以波音公司疲劳标准为据,反演机场道面平整度的IRI标准值。结果表明:与现有标准相比,反演的IRI标准值更为宽松,且跑道的平整度标准比滑行道更严格,与实际中机场道面的平整度评价相吻合。     

DYNATEST 5051 RSP道路激光平整度仪测试原理及参数标定方法

介绍了DYNATEST 5051 RSP道路激光平整度仪测试基本原理,选择路段测试了该设备数据测试的重复性和设备工作的稳定性,并将其设备测试结果与精密水准仪测试换算结果IRI进行了回归分析,得到了良好的测试效果和较高的相关关系,为该设备准确、快速地应用到路面的平整度检测评价提供了依据。     

基于飞机全尺寸模型的机场道面平整度评价理论研究

针对国际平整度指数IRI在机场道面平整度评价中存在的问题,提出综合考虑道面左右主轮迹带、滑行中线的不平整情况对飞机滑行过程中振动的影响的机场道面平整度评价方法。以飞机全尺寸模型替代目前的1/4车模型,建立飞机六自由度振动方程,以跑道中线左右两个主轮迹带及跑道中线3条测线的道面高程作为输入,通过求解飞机六自由度振动方程得到飞机的横向滚转量、纵向俯仰量以及质心处的竖向振动位移量,在此基础上提出机场道面平整度评价指标-FARI(Full Aircraft Roughness Index)及道面平整度评价流程。希望本文工作能对机场道面平整度评价提供有益参考。     

桥头坡度对路面平整度的影响

为了分析高速公路桥头纵曲线线形对路面的国际平整度指数的影响,通过对理论模型的讨论和某高速公路的实际检测数据的分析,得到平整度指数对不同桥头纵曲线的反应。研究结果表明：由路面驶向桥面时桥头搭板处纵曲线变化与IRI值有一定相关性,且存在坡度越陡,IRI值越大的大致关系;而从桥面向路面行驶时,桥头搭板处的纵曲线变化与相应路段的IRI没有显著关系     

《RSPⅡ路面检测车系统》在路面平整检测中的应用

本文介绍了公路面平整度检测技术的发展过程及RSPⅡ路面检测车的系统组成、特点，以及国际平整度指数IRI值测试原理，进而对该检测设备测试准确性进行分析，介绍给设备在路面平整度检测方面的应用。     

自制松铺层平整度仪与八轮仪的试验结果分析

基于八轮仪测量原理,研制了一种测量松铺层平整度的测量仪。为了评价该平整度仪与八轮仪检测结果的相关性,选取了6段有代表性的路段,分别使用自制平整度仪和八轮仪测量路面平整度并对检测结果进行分析。结果表明,两者具有很强相关性,且路面平整度越好两者之间线性相关性越强;当摊铺机的摊铺平整度较高(标准差控制在0.8mm以内)时,两者检测数据之间的线性关系很好,可通过线性拟合公式将自制仪器的平整度检测值换算为八轮仪的平整度估计值。     

卡尔曼时间序列模型预测路面平整度指数

路面平整度的发展趋势受交通量、温度及使用时间等许多因素的影响,很难建立综合全面的预测模型。而时间序列法利用历年的IRI值可解决这个问题。针对传统的时间序列法计算的不足,提出了将卡尔曼滤波应用于时间序列IRI预测模型的方法,能充分利用观测值对状态估值进行实时修正,可有效提高预测模型的预测精度,且无需储存大量的历史观测数据。最后,通过实例证明了该模型有效可行。