[发明专利]一种基于三维的路面摩擦系数测量方法

说明书

本发明提供一种基于三维的路面摩擦系数测量方法，该方法包括：获取待测量路面的面状三维纹理数据；模拟轮胎移动的过程，根据面状三维纹理数据和预设路面顶面向下深度，获取待测量路面与模拟轮胎胎面之间的接触区域；根据接触区域，通过频率分析和接触区域断面预设划分规则，获取路面纹理的摩擦力表征，路面纹理的摩擦力表征包括沾着力响应纹理特征和滞后力响应纹理特征；根据沾着力响应纹理特征、滞后力响应纹理特征和路面摩擦系数关系模型，获取待测量路面的路面摩擦系数。本发明针对传统路面摩擦系数测量结果易受橡胶性能和水膜厚度、温度、测量速度和橡胶老化等影响问题，通过更为精准的三维纹理表征方法，实现路面摩擦系数非接触式测量。

技术领域

本发明涉及路面摩擦系数测量技术领域，尤其涉及一种基于三维的路面摩擦系数测量方法。

背景技术

轮胎与路面间的摩擦力是影响道路行车安全至关重要的因素。路面摩擦力是轮胎与路面间相对运动产生的阻力，它由沾着和滞后两种机制的结合引起。

在过去几十年中，通过在道路或样本上拖动轮胎或橡胶垫，仍然是测量道路防滑性的主要方法，此类测量方法采用直接测量的方式，含低速(静态)测量和高速测量两类，其中，典型的低速测量装备包含摆式仪(British Pendulum Tester，简称BPT)和动态摩擦系数测试仪(Dynamic Friction Tester，简称DFT)，两种装置都使用旋转的橡胶滑块，利用橡胶滑块与路表面摩擦来减缓摆锤或旋转头的速度，对每个测量点采用静态测量的方式，此类测量装置往往用于感兴趣区域的测量。高速测量仪包含纵向摩擦力(LongitudinalFriction Coefficient，简称LFC)测量装置和横向摩擦力(Transverse FrictionCoefficient，TFC)测量装置，典型的纵向摩擦力测量装备含ADHERA、BV-11、Grip-test和ICC等，主要的横向摩擦力测量装备含SCRIM、SKM等。高速测量设备通常选用特定的测试轮胎，通过施加制动力来产生测试轮胎的受控滑动过程。

然而，所有现有的高速测试设备，都需要消耗水和测试轮胎来收集路面摩擦数据，测量的是橡胶轮和潮湿路面之间的摩擦力。它们的共同点是，它们相对复杂且成本高昂，目前的抗滑性测量一般在项目层面进行。因为通常需要一辆载有大型水箱的卡车来用规定的水层湿润表面，由于它们能携带的水量有限，所以它们的单次测量的量程有限，此外，其测量结果还取决于水膜厚度、温度、测量速度、橡胶老化、橡胶磨损甚至路面平整度等因素，所有这些因素都会使得测量结果难以控制。因此，现在亟需一种基于三维的路面摩擦系数测量方法来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于三维的路面摩擦系数测量方法。

本发明提供一种基于三维的路面摩擦系数测量方法，包括：

获取待测量路面的面状三维纹理数据；

模拟轮胎移动的过程，根据所述面状三维纹理数据和预设路面顶面向下深度，获取所述待测量路面与模拟轮胎胎面之间的接触区域；

根据所述接触区域，通过频率分析和接触区域断面预设划分规则，获取路面纹理的摩擦力表征，所述路面纹理的摩擦力表征包括沾着力响应纹理特征和滞后力响应纹理特征；

根据所述沾着力响应纹理特征、所述滞后力响应纹理特征和路面摩擦系数关系模型，获取所述待测量路面的路面摩擦系数，其中，所述路面摩擦系数关系模型是由历史实测路面摩擦系数、样本沾着力响应纹理特征和样本滞后力响应纹理特征，通过回归分析方法构建得到的。

根据本发明提供的一种基于三维的路面摩擦系数测量方法，在所述获取待测量路面的面状三维纹理数据之后，所述方法还包括：

对所述面状三维纹理数据进行数据预处理，所述数据预处理包括系统误差矫正、异常测点处理和测量姿态矫正。