一种基于3D激光雷达的实时道路边缘提取算法

无人驾驶车辆在道路中行驶时需要判定当前环境中的可行驶区域,针对这一问题,提出一种基于3D激光雷达的道路边缘实时提取算法。该算法首先在栅格化和分层处理后的激光雷达点云图中分别提取高度特征和平滑特征,以进一步通过道路宽度约束筛选得到候选边缘点,然后利用随机抽样一致性算法(RANSAC)对两侧路沿点进行多项式拟合,最后通过卡尔曼滤波对边缘点进行预测、跟踪。实验结果表明,该算法在园区场景和城市开放道路上都能实时、稳定地提取道路边缘,且此算法在"2017年世界智能驾驶挑战赛"中得到了成功应用。

车辆行驶路面的数字化建模方法研究

为提高车辆虚拟试验结果的准确性,对车辆行驶路面数字化建模方法进行了研究。利用双轨真实路形计对中波和长波起伏路面进行测量,并将测量结果与依据路面外形设计参数建立的波形曲线进行对比,验证了测量方法的准确性和可信性;利用双轨真实路形计分别对渣土路、砂石路两种随机路面进行测量,获取了路面不平度实测数据,并采用基于周期图法改进的Welch算法对实测数据进行了功率谱密度估计,依据相关国家标准GB/T 7031—2005评定了路面等级。采用谐波叠加法建立了三维随机路面模型,通过与实测数据作功率谱密度对比,表明二者具有较好的一致性,验证了三维随机路面模型的可信性。

随机荷载作用下刚性路面动态响应研究

为了研究车辆随机荷载作用下刚性路面的动态响应,基于ANSYS软件,应用1/4车辆模型,得出其在路面不平度激励下的随机荷载,简化了荷载的求解,建立了路面三维有限元模型,讨论了在随机荷载作用下结构层参数对路面动位移幅值及面层层底拉应力幅值的影响规律。结果表明,面层厚度和土基模量对路面动位移幅值影响最大,当面层厚度超过30 cm、土基模量超过60 MPa时,继续增大以上结构层参数路面动位移幅值不再有明显减少;当土基模量小于60MPa继续减少时,要实现路面动位移幅值的不变,需要增加的面层厚度幅度逐渐变大;面层模量及厚度对面层层底拉应力幅值影响最大。

基于虚拟可靠性试验的车架结构疲劳分析

为解决传统商用车可靠性试验严重依赖于实物样车,使得研发周期延长、费用较高的问题,建立了一套采用虚拟试验进行车架结构疲劳分析及优化的研究方法。首先,建立具有柔性体的整车多体动力学模型,运用Matlab软件依照三维路面数学模型编程计算并导出适用于Adams软件的虚拟路面文件;然后以三维随机虚拟路面作为激励,在Adams/car软件中对整车多体动力学模型进行虚拟可靠性试验,以获得车架边界动态载荷;最后在Ncode软件中对车架疲劳寿命进行预测,并运用近似模型进一步对车架结构进行优化。优化后的车架在寿命满足60万千米安全行驶里程的同时质量减少了11%。该方法为企业改进驾驶室结构提供了参考。

基于三维随机路面的商用车驾驶室疲劳寿命分析

在车辆行驶途中,驾驶室受到来自路面不间断的载荷冲击,容易发生疲劳破坏。现阶段研发人员对驾驶室的疲劳寿命分析依然依赖于实车可靠性试验,为解决此类问题,利用ADAMS/Car软件建立整车刚柔耦合模型,选用三维随机路面作为激励,进行虚拟的可靠性试验仿真。提取驾驶室与悬置连接处载荷的仿真结果,将所得到的载荷谱代入Ncode软件中进行疲劳寿命预测,结果显示驾驶室寿命为105万km,满足相关规定,所得到的结果可为车辆前期的研发设计提供参考。

基于循环工况的客车骨架疲劳寿命分析和优化

为降低制造商进行实车可靠性试验的成本,提出一种虚拟仿真代替实车可靠性试验的方法。以某款城市客车为研究对象,首先在ADAMS/Car软件中根据客车设计参数建立整车动力学模型,并将B级二维随机路面扩展为三维。基于城市客车四工况循环构建仿真循环工况,在三维随机路面上进行动力学仿真,提取悬置与车身骨架连接点的载荷谱。最后将载荷谱导入Ncode软件对骨架进行疲劳寿命预测,得出骨架的寿命为12.08万千米,不满足相关标准要求,故对其进行优化,优化后骨架的寿命为44.09万千米,满足相关标准要求。此研究方法有助于减少可靠性试验次数,加快车辆设计的进程。

基于RANSAC的公路路面坑槽提取方法

针对基于三维激光点云的坑槽扫描提取算法计算量大、效率低的问题,提出基于RANSAC思想的坑槽提取方法.首先,使用RANSAC计算横断面基准线,矫正横断面数据并初步识别坑槽点及其位置;其次,对坑槽区域使用RANSAC计算坑槽局部基准路面,由此标记出坑槽点及路面点;然后使用种子填充算法进行连通域求解,计算出坑槽点集;最后对坑槽点集进行坑槽边界提取及坑槽数据分析.实验结果表明,使用RANSAC算法能够快速扫描横断面点云数据,相对于使用曲率特征点检测算法,其处理时间平均提升56.46%;并且对提取坑槽的深度和面积具有良好的效果,准确度高,深度平均误差为4.73%、面积平均误差为4.50%.