基于沥青路面静动态抗滑特性分析的激光视觉有效构造深度测量算法

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1、分类号：TP39110710-2015124009硕士学位论文基于沥青路面静动态抗滑特性分析的激光视觉有效构造深度测量算法张海鸥导师姓名职称冯兴乐教授申请学位级别工学硕士学科专业名称信息与通信工程论文提交日期2018年4月2日论文答辩日期2018年5月28日学位授予单位长安大学EfficientTextureDepthMeasuredMethodofAsphaltPavementBasedonLaserVisioninStaticandDynamicAnti-slidingCharacteristicsAnalysisADissertationSubmittedfortheDegree

2、ofMasterCandidate：ZhangHaiouSupervisor：Prof.FengXingleChang’anUniversity,Xi’an,China摘要随着高速公路通车里程和交通流量的增加，路面湿滑引发的交通事故频发，这在很大程度上与路表抗滑性较差有关，纹理构造是影响沥青路面抗滑性能的重要因素。构造深度（MeanTextureDepth，MTD）和摩擦系数是纹理构造从宏观构造与微观构造两个角度评价抗滑性能的重要指标。但两指标在测量方式、相关参数方面存在较大差异，单一使用摩擦系数或构造深度评价沥青路面抗滑性准确性欠佳，研究两参数在反映路面抗滑性方面的一致性具有重要意义

3、。本文在深入探究沥青路面抗滑机理的基础上，借助数字图像处理技术和断面法，从抗滑性能的角度出发，对现有的激光视觉构造深度算法进行改进，通过静态的构造深度隐性地反映动态的摩擦系数。首先，通过理论分析找到激光视觉和构造深度测量的切入点，基于三角法测量原理建立沥青路面激光视觉测量模型；其次，提出适应沥青路面场景的图像处理技术；最后，通过断面法实现MTD的估算，并与摩擦系数进行相关性分析。本文的主要工作和创新点在于：1）从激光视觉测量应用到沥青路表特殊性出发，在数据处理部分提出基于斜率的自适应滤波去噪算法，并引入B样条曲线对断点进行插值；2）从摩擦学和汽车动力学的理论层次分析路面抗滑性，重点研究

4、轮胎与路面接触、摩擦过程中的几何结构和抗滑机理，隐性引入摩擦系数，采用几何法修正路表深陷点；3）利用线性回归分析法，建立本文实验环境所需的映射关系。结果表明，本文提出的有效构造深度算法测量结果具有较高的精度和分辨率，可行性强，与摩擦系数的相关性达到了80%以上，可以应用于构造深度检测系统以及其他相关领域的数据分析。关键词：激光视觉，沥青路面，构造深度，摩擦系数iAbstractWiththeincreaseofmileageandtrafficflowofexpressways,trafficaccidentscausedbyslipperyroadsurfaceoccurfreque

5、ntly,whichislargelyrelatedtothepoorskidresistanceoftheroadsurface.Texturestructureisanimportantfactorthataffectstheanti-slidingperformanceofasphaltpavementisanimportantfactor.Ingeneral,thetexturestructurecanbedividedintomacrostructureandmicrostructureintermsoftheaggregateparticlessizeonroadsurfa

6、ce.Meantexturedepth(MTD)andfrictioncoefficientareimportantindexesevaluatingtheanti-slidingperformance.Duetothedifferentmeasuringmethodsandrelatedparameters,MTDandfrictioncoefficienthaveambiguityinthedescriptionoftheanti-slidingproperty.Therefore,thesoleuseofanyonetoevaluatetheanti-slidingperform

7、anceofasphaltpavementisinaccurate.Itisofgreatsignificancetostudytheconsistencyofthetwoparametersinreflectingtheskidresistanceofthepavement.Thepaperdeeplyexplorestheanti-skidmechanismofasphaltpavementandimprovestheexistingtex