[發明專利]道路表面三維構造的評價方法

有效

• 申請號: 201210210455.7
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN102749048A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 韓森;徐鷗明;劉亞敏;劉延強;趙晶;邵鵬康;彭鑫;高妮妮
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30;G01B11/22;G01N21/00
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 申忠才

1.一種道路表面三維構造的評價方法，其特征在于由以下步驟實現：

1）重建道路表面的三維構造，在XYZ坐標上獲取三維構造圖像以及三維坐標值，精確到0.0001mm；

2）對三維構造圖像在XOY面上的投影區域進行正方形網格劃分；網格大小為0.001mm*0.001mm~1mm*1mm；每個正方形網格的四個頂點在三維構造圖像上的對應區域為單元網格；

3）根據三維坐標值計算單元網格中的傾斜平面外法向與豎直方向的夾角α，并累加所有網格單元中的α，得到三維構造圖像的三維傾角θ：

θ=1mΣi=1m(α)i]]>（式Ⅰ）

式中m為網格單元的個數；

4）利用步驟3）得到的三維傾角θ，計算道路表面各向異性度K：

K=min{tanθ1×n1,tanθ2×n2,tanθ3×n3,tanθ4×n4,}max{tanθ1×n1,tanθ2×n2,tanθ3×n3,tanθ4×n4,}]]>（式Ⅱ）

式中θ1=1n1Σi=1n1(α1)iθ2=1n2Σi=1n2(α2)iθ3=1n3Σi=1n3(α3)iθ4=1n4Σi=1n4(α4)i,]]>α₁、α₂、α₃、α₄分別為單元網格四邊法向方向與豎直方向的夾角，n₁、n₂、n₃、n₄為同坡向的單元個數；

5）根據步驟1）的三維坐標值計算出道路表面平均梯度值Z、道路表面粗糙度系數R以及道路表面扭曲系數T，獲取道路表面的抗滑指數SI；

其中：

（式Ⅲ）

式中，Nx，Ny分別為正方形網格沿x、y軸的劃分點的數量；Δx、Δy為單元網格分別在x、y軸的邊長；z_i，j＝z(x_i,y_j)，即為點(x_i,y_j)處的高度；

R=AlAn]]>（式Ⅳ）

式中，A_t為道路表面的實際面積，A_n為名義面積，即道路表面在水平面上的投影面積；

（式Ⅴ）

式中，為π表面與最小二乘法基準面的夾角；最小二乘平面能夠滿足：αx+βy-z+y＝0，則

由上述的式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ以及式Ⅴ計算，得出抗滑指數：

SI=0.8325θ-0.535K+0.777Z+0.8486R+0.8486T????（式Ⅵ）。