[發(fā)明專利]基于XGBOOST與分形維數(shù)的路面抗滑性能預測方法

在審

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• 申請日: 2023-04-27
• 公開（公告）號: CN116523129A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 彭毅;張政奇;孔令云;朱洪洲;余苗;王大為;李林;羅文婷;劉波;劉鋼
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學;成都英普飛自動化設備有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F18/214;G06T17/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權代理有限公司 11129
• 代理人: 胡博文

1.一種基于XGBOOST與分形維數(shù)的路面抗滑性能預測方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1.采集路面數(shù)據(jù)信息，并將路面數(shù)據(jù)信息制作成路面樣本集；

S2.構建基于XGBOOST的路面抗滑性能預測模型，將路面樣本集輸入到路面抗滑性能預測模型進行模型訓練，得到訓練好的預測模型；

S3.將待測的路面紋理特征信息輸入到訓練好的預測模型，輸出路面抗滑性能預測結果。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于XGBOOST與分形維數(shù)的路面抗滑性能預測方法，其特征在于：所述路面數(shù)據(jù)信息包括路面紋理數(shù)據(jù)、路面摩擦系數(shù)以及路表溫度。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于XGBOOST與分形維數(shù)的路面抗滑性能預測方法，其特征在于：將路面數(shù)據(jù)信息制作成路面樣本集，具體包括：

對路面紋理數(shù)據(jù)進行特征提取，得到特征數(shù)據(jù)集；所述特征數(shù)據(jù)集包括三維分形維數(shù)、橫剖分形維數(shù)以及縱剖分形維數(shù)均值；

將不同工況下的路面摩擦系數(shù)作為路面摩擦系數(shù)集，并將不同工況下的路表溫度作為路表溫度集；

對特征數(shù)據(jù)集、路面摩擦系數(shù)集以及路表溫度集進行組合，形成路面樣本集。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于XGBOOST與分形維數(shù)的路面抗滑性能預測方法，其特征在于：根據(jù)如下方法確定三維分形維數(shù)：

根據(jù)路面紋理數(shù)據(jù)進行三維點云圖像重建，得到三維點云圖像；

計算三維點云圖像的分形維數(shù)，并將三維點云圖像的分形維數(shù)作為三維分形維數(shù)。

5.根據(jù)權利要求3所述的基于XGBOOST與分形維數(shù)的路面抗滑性能預測方法，其特征在于：根據(jù)如下方法確定橫剖分形維數(shù)：

根據(jù)路面紋理數(shù)據(jù)進行三維點云圖像重建，得到三維點云圖像；

對三維點云圖像進行不同深度的橫向剖切，得到不同深度的橫向剖切圖像；

分別計算不同深度的橫向剖切圖像的分形維數(shù)，得到若干分形維數(shù)，并將若干分形維數(shù)作為橫剖分形維數(shù)。

6.根據(jù)權利要求3所述的基于XGBOOST與分形維數(shù)的路面抗滑性能預測方法，其特征在于：根據(jù)如下方法確定縱剖分形維數(shù)均值：

采用線掃描方式采集路面紋理數(shù)據(jù)，將路面紋理數(shù)據(jù)進行縱向分割，得到若干子數(shù)據(jù)；

依次繪制若干子數(shù)據(jù)的紋理折線圖，得到若干縱剖紋理折線圖；

分別計算若干縱剖紋理折線圖的分形維數(shù)，得到若干縱剖分形維數(shù)，并將若干縱剖分形維數(shù)的均值作為縱剖分形維數(shù)均值。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于XGBOOST與分形維數(shù)的路面抗滑性能預測方法，其特征在于：所述步驟S2，具體包括：

S21.基于XGBOOST構建初始的路面抗滑性能預測模型；

S22.對路面樣本集進行劃分，得到模型訓練集以及獨立驗證集；

S23.利用模型訓練集對初始的路面抗滑性能預測模型進行模型訓練，得到第一路面抗滑性能預測模型；

S24.利用獨立驗證集對第一路面抗滑性能預測模型的預測精度進行評價，得到精度評價結果；

S25.若精度評價結果不達標，則不斷調整第一路面抗滑性能預測模型的模型參數(shù)，使得精度評價結果達標，并將達標后的第一路面抗滑性能預測模型作為訓練好的預測模型。

8.根據(jù)權利要求7所述的基于XGBOOST與分形維數(shù)的路面抗滑性能預測方法，其特征在于：通過判定系數(shù)和均方根誤差來計算第一路面抗滑性能預測模型的預測精度。