[发明专利]基于激光点云数据的路面平整度标准场地量值溯源方法

权利要求书

1.一种基于激光点云数据的路面平整度标准场地量值溯源方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，点云提取，在被测标准场地中确定好扫描设备起始位置之后，使用扫描设备沿所述被测标准场地的路面纵向移动且连续扫描，将基础路面和标准高度块组合而成的标准场地表面轮廓，进行一次性的连续扫描完成后，获取点坐标数据；

步骤S2，点云处理，在点云提取扫描完毕后，使用扫描设备自带的测量软件对获取的点云数据进行处理后，获取截面轮廓曲线的坐标数据并导出；

步骤S3，截面轮廓提取，对每条所述截面轮廓的坐标数据进行坐标点提取后，依次连续取点，得到一组点坐标数据；

步骤S4，路面平整度值计算，通过路面平整度标准计算后，得到路面平整度值IRI_k；

步骤S5，测量一致性计算，将不同截面的路面平整度值IRI_k通过实验偏差计算后，得到所述被测标准场地实际路面状况的路面平整度一致性数据，将不同截面的路面平整度一致性数据，作为当前被测标准场地实际路面状况的判断数据输入，同时融合上述路面平整度值IRI_k后，通过统计和计算得到被测标准场地路面状态系数r，所述被测标准场地路面状态系数r作为对当前被测标准场地实际路面状况的判断的精确评估的标准，用于精确确定当前被测标准场地的实际路面状况；

步骤S2中点云处理，具体地步骤如下：

步骤S201，对扫描获取的点云数据进行裁剪，且删去噪声点以及边缘点；

步骤S202，利用最小区域法拟合平面，并建立笛卡尔直角坐标系；

步骤S203，在笛卡尔直角坐标系中构造互相平行的若干平面后，对拟合平面进行截取后获取截面轮廓，其中x向为标准场地纵向，利用测量软件构造沿y方向等间距分布的若干个平面垂直截取拟合平面，从而获得若干个截面轮廓；

步骤S204，将若干个所述截面轮廓曲线的坐标数据以“*.txt”格式导出，留作分析计算用；

步骤S3中截面轮廓提取，具体地步骤如下：

步骤S301，每条所述截面轮廓的点坐标为{x_i,y_i,z_i}，其中i为坐标点数量，i＝1，2，3，…，单位为mm；

步骤S301，以x₁为起点，以及间距距离250mm为采样间隔距离，依次连续取点，得到一组点坐标{x_Rj,y_Rj,z_Rj}；

步骤S4中路面平整度值计算，具体地步骤如下：

将步骤S301中获得的{z_Rj}带入路面平整度标准计算公式后，得到路面平整度值IRI_k，路面平整度标准计算公式如下：

其中k为截面轮廓序号；

步骤S5中测量一致性计算，将不同截面的路面平整度IRI_k算术实验偏差作为测量一致性的计算公式，如下：

其中S为路面平整度一致性数值；

结合所述路面平整度值IRI_k和路面平整度一致性数值S，通过皮尔森系数公式计算得到被测标准场地路面状态系数r，所述皮尔森系数公式如下：

其中X为路面平整度值IRI_k，Y为路面平整度一致性数值S，为路面平整度值IRI_k的均数，/为路面平整度一致性数值S的均数。

2.如权利要求1所述的一种基于激光点云数据的路面平整度标准场地量值溯源方法，其特征在于，所述被测标准场地路面状态系数r作为对当前被测标准场地实际路面状况的判断的精确评估的标准，用于精确确定当前被测标准场地的实际路面状况，具体地，将被测标准场地路面状态系数r按照相等区间数值进行分级，同时标定对应的判断精度区间。

3.如权利要求1所述的一种基于激光点云数据的路面平整度标准场地量值溯源方法，其特征在于，所述扫描设备包括激光跟踪仪和三维激光扫描仪，具体地，采用激光跟踪仪和三维激光扫描仪组合测量的方式，对路面平整度标准场地进行测量。

4.如权利要求1所述的一种基于激光点云数据的路面平整度标准场地量值溯源方法，其特征在于，所述路面平整度值IRI_k是模拟Quarter Car四分车模型在80km/h的行驶速度下，一定行驶距离内车身悬挂系总位移与行驶距离之比。