[發明專利]基于路面掃描數據建虛擬實驗數字路面的方法及存儲介質

在審

• 申請號: 202010163510.6
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111415403A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 周帥;周云平;邵建;王華;蔣忠凌
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06F30/15;G06F119/14
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 譚小琴

1.一種基于路面掃描數據建虛擬實驗數字路面的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、利用三維掃描設備對試驗場道路進行掃描，獲取實際路面的三維掃描點云；

步驟2、將步驟1中的三維掃描點云導入點云比較軟件中，在道路中心線上拾取若干控制點，進行曲線擬合，構建路面模型的中心參考線；

步驟3、利用步驟2中的中心參考線構建二維平面柵格點；

步驟4、將步驟1中得到的三維掃描點云和步驟3中得到的二維平面柵格點云進行對比，分析對比結果并修正控制點的數量，位置和擬合曲線用到的數學函數，使二維平面柵格點的中心參考線接近三維掃描點云的道路中心線，并使二維平面柵格點云的整體輪廓包含在三維掃描點云的掃描范圍內；

步驟5、利用離散數據點插值法計算步驟4中二維平面柵格點對應的高程值，形成三維的柵格點云；

步驟6、將步驟1得到的三維掃描點云和步驟5得到的三維柵格點云進行對比，檢查三維柵格點云的精度，當精度不滿足要求時，通過修改高程值的計算方法提升插值精度；

步驟7、利用步驟6中得到的精確三維柵格點云，創建CRG路面模型，實現試驗場測試道路的數字化處理。

2.根據權利要求1所述的基于路面掃描數據建虛擬實驗數字路面的方法，其特征在于：所述步驟3具體包括如下步驟：

(a)以第一個和最后一個控制點為邊界，根據虛擬試驗場數字路面縱向網格精度的要求，將中心參考線按照固定的間距劃分成若干個分段，各分段之間的劃分點稱為節點；

(b)利用步驟2得到的中心參考線計算各分段節點的X，Y坐標；

(c)從第一個分段i＝1開始，以步驟(b)中得到的分段i兩端的節點(x_i-1，y_i-1)，(x_i，y_i)為輸入，利用公式(1)計算該分段的方位角

(d)根據虛擬試驗場數字路面橫向網格精度以及路面寬度的要求，利用二維平面直線法線方程，如公式(2)所示，計算分段i所在橫剖面上其他柵格點的X，Y坐標；

(e)從第一個節點開始，對每一個節點重復上述步驟(c)和步驟(d)，直至最后一個節點，得到完整的二維平面柵格點。

3.根據權利要求2所述的基于路面掃描數據建虛擬實驗數字路面的方法，其特征在于：所述步驟7中，所述創建CRG路面模型，是以步驟3中得到的起始節點和終止節點的X，Y坐標，各分段節點的方位角以及步驟5中得到的各柵格點對應的高程值為輸入，通過開源程序包OpenCRG在MATLAB中實現。

4.根據權利要求1至3任一所述的基于路面掃描數據建虛擬實驗數字路面的方法，其特征在于：所述步驟4中，在對比掃描設備獲取的三維掃描點云和二維平面柵格點云的過程中，將三維掃描點云在Z向上進行適當偏移，使其整體輪廓大致在Z＝0位置附近；對于二維平面柵格點云，則將所有網格點的高程值設置為0。

5.根據權利要求4所述的基于路面掃描數據建虛擬實驗數字路面的方法，其特征在于：所述步驟6中，所述檢查三維柵格點云的精度，是將三維掃描點云當作參照系，計算所有柵格點到這個參照系的距離值的分布情況。

6.根據權利要求1或2或3或5所述的基于路面掃描數據建虛擬實驗數字路面的方法，其特征在于：所述步驟2中，采用直線擬合，或多項式擬合，或高斯曲線擬合方法對控制點進行曲線擬合，構造出路面模型的中心參考線，并采用和方差SSE和均方根RMSE來判斷擬合精度。

7.根據權利要求6所述的基于路面掃描數據建虛擬實驗數字路面的方法，其特征在于：所述步驟1中，所述試驗場道路包括強化耐久路面和舒適性路面。

8.根據權利要求7所述的基于路面掃描數據建虛擬實驗數字路面的方法，其特征在于：所述強化耐久路面包括車身扭轉路、卵石路和坑洼路；

所述舒適性路面包括減速帶路、水泥微波路和比利時路。

9.一種存儲介質，其特征在于：其存儲有一個或多個計算機可讀程序，所述計算機可讀程序被一個或多個控制器調用執行時，能實現如權利要求1至8任一所述的基于路面掃描數據建虛擬實驗數字路面的方法的步驟。