针对路面建模的Delaunay三角网格分治算法

为了对路面进行三维建模,使用Delaunay三角网分治算法处理路面点云数据,根据路面点云的特点,对点云进行划分中不考虑z坐标。使用Delaunay三角网分治算法处理不同规模的点云数据并记录生成三角网所需的时间,收集一段路面的点云数据并使用Delaunay三角网算法进行处理,观察生成的三角网是否和扫描的路面匹配。Delaunay三角网分治算法能够较快地生成三角网,但是在处理大规模点云数据时仍需消耗很多时间,同时针对路面三维建模问题,Delaunay三角网分治算法所生成的三角网能够很好地拟合路面。

路面功率谱密度换算及不平度建模理论研究

为了明晰路面不平度空间域统计量的计算,以及几种重要功率谱密度(power spectral density,简称PSD)之间的关系,以帕塞瓦尔定理和维纳-辛钦定理为依据,在推导空间域自相关函数和PSD计算公式的基础上,导出了不平度空间域位移、速度与加速度PSD以及空间频率与角频率PSD之间的换算关系。另外,为了完善傅里叶逆变换法路面建模中PSD离散化的理论基础,以傅里叶级数与变换、离散傅里叶变换和频域卷积定理为依据,从离散化的原因、目的和结果验证出发论证了PSD离散化的正确性。就模拟路面验证问题,指出直接法谱估计的不合理之处,论证了平均周期图法谱估计时,空间与时间采样频率分别对应着空间域和时间域PSD输出。结果表明,上述换算关系和论证是正确的,可应用于路面不平度建模和汽车平顺性分析。

高精度矢量数据的路面三维自动建模方法

为了解决路面手工三维建模速度慢、工作量大等问题,本文面向规范化处理的高精度矢量数据,对不同路口进行精细化设计,自动生成路面三维模型。首先使用道路高精度三维信息采集软件,在获取的点云数据中半自动化提取准确的道路边线、道路标识线等矢量信息;然后针对不同路口进行精细化线形设计,提出连续四边形重建方法、弯道平滑处理方法、交叉口重建方法及路面标识线投射重建方法;最后对提取的高精度矢量数据进行规范化处理,在满足路面线形设计要求后,借助MAXScript脚本实现路面三维自动化建模。以车载移动测量系统获取的某段道路点云数据进行试验,验证了该方法的可行性和有效性。

基于横向不平度的越野路面模型分形构造

为了在虚拟环境中获得具有真实感的越野路面模型,提出该模型分形构造方法.首先选取砾石路面作为典型的越野路面,对纵向和横向高程数据样本进行采集和数据预处理.然后运用纵、横向高程数据构造得到路面样片,并运用分形B rown ian运动计算其自相关函数.利用Hurst系数估算路面模型的分形维数,并基于层最小能量准则获得路面最佳高程.通过改变最佳高程参数和分形维数控制路面的三维形状和表面粗糙度.结果表明,构造得到的路面模型具有自相似性、真实感强的特点,并且每个取样的功率谱密度、载荷输入等均为已知,符合仿真测试的要求.

沥青路面典型裂纹的开裂扩展特性研究

从介绍沥青路面典型裂纹类型出发,以强度因子为主要参考指标,利用ABAQUS建模,分析了沥青表面裂纹在1d内的温度应力和荷载作用下裂纹扩展类型,研究了沥青面层贯穿裂纹与基层反射裂纹复合作用下强度因子随间距D的变化规律及裂纹主要扩展方式,从而为相关研究人员提供借鉴。

基于分级功率谱面积的火箭炮行军强度试验路面等效方法

该文针对火箭炮行军强度试验路面仿真缺少路面谱的问题,提出基于分级功率谱面积的行军强度2级、3级试验路面与国家标准A级至H级路面等效的方法。首先利用随机生成法和不平度融合法建立行军强度2级、3级试验路面模型;其次提出分级功率谱面积法,得到2级、3级路面在不平度等级下的比例关系;最后获取2级、3级路面等效前与等效后的火箭炮的挂弹板载荷-时间历程,运用多体动力学和有限元法相结合的方法预测并对比挂弹板的疲劳寿命。结果表明:2级、3级路面等效前与等效后的挂弹板寿命误差分别为3.17%和8.17%,利用分级功率谱面积法能较好地评价路面不平度,是对现有路面等级评定方式的补充。

径向基函数用于复杂路形3维重构时的算法改进

在道路地形采样数据稀疏的情况下,为获得高精度的道路数字模型,须使用插值逼近的方法来重构道路几何形状。以Multi-Quadric(MQ)为代表的径向插值函数是目前最常用的一种曲面重构方法,MQ在处理高速和一级公路时工作得很好,但碰到线形组合复杂的二、三、四公路时会发生数据严重发散的现象。研究发现,复杂线形值域与自变量域的非单射性是造成MQ处理失败的原因;此外,值域如果对自变量域的变化过于敏感,会引发系数矩阵病态,增加计算的不稳定性。为此,提出了对调值域和自变量域,以及把复杂线形分解成"曲线单元"的办法,每个单元除直线段外至多包含一个基本型曲线,保证了每个"曲线单元"的单射性;此外,对调值域和自变量域还能解决值域对自变量域变化敏感所引起的数值发散问题,对调后敏感度由原来的k变为1/k,有效的消除了计算不稳定性。

兼顾时频域特征量提取的非线性油气悬架参数识别

针对完全基于时域或完全基于频域的非线性参数识别方法的局限性,提出了一种兼顾时频域特征量提取的非线性油气悬架参数识别方法。在建立含非线性油气悬架车辆动力学仿真模型的基础上,采用快速傅里叶逆变换法获得标准路面不平度等级的输入激励,结合小波分析和滤波处理提取实验结果的时频域特征量,构建非线性油气悬架参数识别的优化模型,通过最小化仿真结果与实验结果在时频域的特征量,实现了非线性油气悬架参数在实际工况下的准确识别。识别的定量与定性分析表明了识别结果的准确可靠。通过将路面时域建模技术、小波滤波技术和优化模型构造方法与模拟退火算法的有机结合,为非线性悬架系统的参数识别提供了一种有效可靠的方法。

Road Surface Modeling and Representation from Point Cloud Based on Fuzzy Clustering

A scheme for an automatic road surface modeling from a noisy point cloud is presented. The normal vectors of the point cloud are estimated by distance-weighted fitting of local plane. Then, an automatic recognition of the road surface from noise is performed based on the fuzzy clustering of normal vectors, with which the mean value is calculated and the projecting plane of point cloud is created to obtain the geometric model accordingly. Based on fuzzy clustering of the intensity attributed to each point, different objects on the road surface are assigned different colors for representing abundant appearances. This unsupervised method is demonstrated in the experiment and shows great effectiveness in reconstructing and rendering better road surface.