[发明专利]基于移动平台的路面不平度非接触测量方法及其装置

说明书

本发明涉及一种基于移动平台的路面不平度非接触测量方法及其装置，属于车辆动力学仿真技术领域。本发明提供了一种路面不平度的测量方法及装置，通过测距传感器和三维摄像装置的双数据采集融合，非接触式测量方式，在计算机系统内重建平度数字模型。首先，采用密集排布的测距传感器组成矩阵形式，形成“面”，采用“以面测面”的方法，即以测距传感器矩阵面测量路面，改进了“以点测面”的缺陷，具有非接触式测量、不损坏路面形状、使用方便灵活等优点。其次，测量方法中，同时采用三维摄像装置拍摄被采集路面，测距传感器和三维摄像装置采集数据进行比对综合，形成数字模型，相较于单纯凭借三维摄像装置空拍和测距，更加准确可靠。

技术领域

本发明属于车辆动力学仿真技术领域，具体涉及一种基于移动平台的路面不平度非接触测量方法及其装置。

背景技术

路面不平度在车辆设计、试验室模拟实际道路等研究方面具有非常重要的实用价值。在车辆设计过程中，需要将车辆可能行驶的各种路面不平度作为设计的输入激励，进行动力学仿真分析，获得机械零部件受到的载荷，并进行零部件的设计及强度校核；在对整车进行振动试验时，需要将各种路面不平度输入到振动试验台计算机中，通过液压缸模拟实际道路的平度，液压缸与车轮接触，使试验台上车辆能够产生与在路面行驶时等效的振动效果，获得车辆振动参数，用于动力学仿真分析和设计。

专利《一种基于汽车振动响应在线识别路面不平度信息的方法》(申请号：201810566297.6)，其方法是：在标定路面上，测量标定汽车的振动响应，通过已知标定路面的垂直向幅度和振动响应，获得标定汽车回归模型；在待测路面，测量标定汽车振动响应，根据标定汽车的回归模型和振动响应，计算获得待测路面的高低幅度。专利《一种基于汽车振动响应在线识别路面不平度信息的方法》所述测量方法，只能测定标定汽车车轮下的路面垂直向幅度，对于一个路面，从俯视角度看，是一个二维平面，对于普通车辆，四个车轮相当于四个点，用四个点来测量一个二维平面，相当于“以点测面”，其难度较大。此外，由于汽车模型是一个非线性模型，虽然能通过回归模型在一定程度上近似代替，但是其误差精度不可控。

专利《一种公路路面三维检测系统的制作方法》，该专利采用线性激光扫描传感器、及加速度传感器、数据采集卡、位置感知系统和计算机单元，全部设备安装于车辆上，线性激光扫描传感器、初步连续获取路面的横断面高程信息，加速度传感器获取车辆行驶过程中的各方向三维加速度信息。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何涉及一种路面不平度非接触测量方法及其装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于移动平台的路面不平度非接触测量装置，包括：移动平台、测距传感器矩阵、三维摄像装置、数据存储单元及通讯单元、地面遥控装置、地面数据通讯装置、路面形状数据处理装置、移动平台同步传感器阵列、测距传感器矩阵稳定调节器、上支架、中央铰接件、测距传感器矩阵支架、万向连接器；