[发明专利]一种基于路面数字全息三维检测数据的坡度检测方法

权利要求书

1.一种基于路面数字全息三维检测数据的坡度检测方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、通过检测设备上的距离测量模块采集行驶距离数据，同时采集检测设备行驶过程中的加速度数据和陀螺仪数据，通过检测设备上的路面三维采集模块采集路面的三维深度数据，获得路面三维矩阵数据A_i；

S2、将路面三维矩阵数据A_i进行滤波与均值处理获得向量V，运用最小二乘法求列向量V的线性拟合向量V₁；通过平移向量V₁得到向量V₂，且向量V₂的起点位于原点，进而通过向量V₂均值得到路面三维矩阵数据的深度代表值z_i；

S3、通过深度代表值z_i运用迭代法还原获得三维断面高程代表值Z_i；将Z_i初始值校准获得三维断面高程值Z_3d；

S4、通过加速度计和陀螺仪数据进行滤波获得姿态解算数据，选取姿态解算数据中的Z轴方向数据作为Z轴断面高程值Z_imu；

S5、将Z轴断面高程值Z_imu和三维断面高程值Z_3d进行加权融合得到最终的综合断面高程值Z_f；

结合行驶距离数据中的路程S和综合断面高程值Z_f计算路面坡度，其计算公式如下：坡度＝(综合断面高程值Z_f/路程)*100％。

2.根据权利要求1所述的基于路面数字全息三维检测数据的坡度检测方法，其特征在于：步骤S2的滤波与均值处理中，将路面三维矩阵数据A_i通过滤波处理和均值计算求向量V；

或对路面三维矩阵数据A_i进行二维均值去除噪音点，再每行求均值得到列向量V；

或对路面三维矩阵数据A_i进行高斯滤波去除噪音点，再每行求均值得到列向量V；

或对路面三维矩阵数据A_i先每行求均值后进行移动均值滤波得到列向量V。

3.根据权利要求1所述的基于路面数字全息三维检测数据的坡度检测方法，其特征在于：步骤S3中，其中三维断面高程代表值Z_i与路面三维矩阵数据的深度代表值z_i之间的关系如下：

其中i-round(r)0且i-round(l)0，r为检测设备自身的纵向长度，l为检测设备到路面三维采集模块的纵向距离，round指对数字进行四舍五入取整。

4.根据权利要求1所述的基于路面数字全息三维检测数据的坡度检测方法，其特征在于：步骤S4中的滤波方式为互补滤波、或卡尔曼滤波中的一种。

5.根据权利要求1所述的基于路面数字全息三维检测数据的坡度检测方法，其特征在于：步骤S5中Z_f的加权融合公式如下：

Z_f＝p×Z_imu+(1-p)Z_3d，(0＜p＜1)，其中p为权重。