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AR谱在路谱测试中的应用
姜明;侯硕;刘梦丛;韩清凯;张天侠;闻邦椿
【期刊名称】《科技成果纵横》
【年(卷),期】2007(000)004
【摘要】路面平整度是指路面对于理想平面的偏移，它具有影响车辆动力性、行驶质量和路面动力载荷三者的数字特征，路面平整度的统计规律研究是汽车振动与平顺性的重要基础工作之一。
路谱是对路面平整度的一种重要描述方式。
当把汽车近似看作为线性系统处理时，掌握了输入的路面不平度功率谱以及在车辆系统的动态性就可求出汽车振动系统的输出。
【总页数】2页(P71-72)
【作者】姜明;侯硕;刘梦丛;韩清凯;张天侠;闻邦椿
【作者单位】东北大学;东北大学;东北大学;东北大学;东北大学;东北大学
【正文语种】中文
【中图分类】P2
【相关文献】
1.小波消噪-AR谱在飞机半轴声发射信号特征提取中的应用研究 [J], 王建新;严骏;胡晓光
2.合成道路谱在四通道整车道路模拟试验中的应用 [J], 彭辉;胡文伟;何荣国;周炜;江学明
3.AR双谱在减压阀故障诊断中的应用 [J], 高宇;黄宜坚
4.基于小波包移频算法的AR功率谱在滚动轴承故障特征信息提取中的应用 [J],
黄建鸿;汪庆年;罗艳芬
5.时序模型参数及AR谱在压缩机故障检测中的应用 [J], 张卫民;王信义
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T NOLO GY TR N D[摘要]通过对GB7031-1986建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式进行研究,可以得出采用谐波叠加法进行模拟得到的路面不平度所对应的功率谱密度可以很好地逼近目标谱的结论。
[关键词]谐波叠加;路面不平度;仿真在进行汽车动力响应分析和平顺性研究中,时域路面模型日益受到重视,因为路面输人模型能否准确的反映实际研究的路面对分析研究的准确性有着根本的影响。
所以,建立合理的路面输人模型是进行汽车平顺性和操稳性研究需首先解决的问题之一。
对于时域内的路面激励(也即路面不平度或高程)可以利用路面不平度数据和汽车行驶速度获得,获得方法有:1)试验测试方法;2)将给定的路面功率谱密度变换为路面不平度。
本文通过对GB7031-1986建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式进行研究后,采用谐波叠加法进行模拟得到的路面不平度所对应的功率谱密度可以很好地逼近目标谱。
1路面不平度的功率谱密度的描述根据国际标准化组织文件,功率谱密度G q (n )可以用下式作为拟合表达式:G q (n )=G q (n 0)(n n 0)-W(1)式中,n 为空间频率,其带宽为[n 1,n 2],分别为有效频带的上限和下限,带宽的确定应保证汽车在一平均速度行驶时,不平度引起的振动要包括汽车振动的主要固有频率;n 0(0.1m -1)为参考空间频率;G q (n 0)为参考空间频率下的路面功率谱密度,称为路面不平度系数,数据取决于公路的路面等级;W 为频率指数,为双对数坐标上斜线的频率,它决定路面功率谱密度的频率结构,分级路面铺的频率指数W =2。
国际标准化组织提出了把路面的不平度分为8级。
表1列举出了部分等级路面的功率谱密度值及几何平均值。
表1路面不平度8级分类标准2谐波叠加算法模拟路面不平度2.1谐波叠加法模型的建立谐波叠加法是将随机激励表示成大量具有随机相位的正弦或余弦之和。
本文采用余弦谐波叠加法生成路面不平度仿真数据,其主要思想就是将路面不平度表示成大量具有随机相位的余弦级数之和。
一种道路面和道路中心线快速构建提取方法及系统1. 引言：道路表面和道路中心线的快速构建和提取是实现基于地理信息系统的道路网络分析和应用的重要前提。
我们提出一种新的方法和系统，能够在短时间内准确地构建道路表面和道路中心线。
2. 数据采集：我们需要采集高分辨率的地面影像数据和激光雷达数据。
地面影像数据可通过卫星图像或无人机摄像机获取，而激光雷达数据则可以通过装配在车辆上的激光雷达仪器进行采集。
3. 影像处理：我们使用影像处理算法对采集到的地面影像数据进行预处理。
这包括去除影像中的噪声、校正影像的颜色和亮度差异，并对影像进行几何校正，以确保后续的特征提取过程的准确性。
4. 点云处理：将采集到的激光雷达数据转化为点云数据。
我们使用点云处理算法对点云数据进行滤波和配准，以去除噪声和提高点云数据的准确性。
5. 地面提取：我们使用地面提取算法从点云数据中提取出地面点云。
这个过程包括分类算法和分割算法，能够将地面点云和非地面点云分离开来。
6. 点云重建：我们使用点云重建算法将地面点云重建为地面模型。
这个过程将地面点云转化为平面模型，以便后续的道路中心线提取过程使用。
7. 道路中心线提取：我们使用道路中心线提取算法从重建的地面模型中提取出道路中心线。
这一过程使用了曲线拟合和最短路径算法，能够准确地提取出道路的中心线。
8. 道路表面构建：根据道路中心线，我们使用道路表面构建算法构建出道路表面。
这个过程考虑了道路的宽度和曲率等因素，能够生成符合实际道路形状的道路表面模型。
9. 系统实现：我们将上述的方法整合到一个系统中。
这个系统能够自动完成数据预处理、点云处理、地面提取、道路中心线提取和道路表面构建等步骤，实现快速的道路面和道路中心线的构建和提取。
10. 实验与结果：我们对提出的方法和系统进行了实验验证，并与传统的道路提取方法进行了比较。
实验结果表明，我们的方法能够在短时间内完成道路面和道路中心线的提取，并且具有较高的准确性和效率。
路面谱测量技术研究现状及发展1 引言路面不平度通常用来描述路面的起伏程度，是汽车行驶过程中的主要激励，影响车辆行驶的平顺性、乘坐舒适性、操纵稳定性、零部件疲劳寿命、运输效率、油耗等各个方面。
所以对于汽车工程技术人员，研究分析路面不平度具有重要意义。
经过大量的路面不平度研究表明，路面功率谱密度能很好地表征路面不平度，是研究路面不平度特性的重要方式。
通过对路面谱的研究，可以改善汽车行驶的平顺性，提高汽车的可靠性及操纵性等。
通常把道路垂直纵断面与道路表面的交线作为路面不平度的样本，通过样本的数学特征方差或功率谱密度函数来描述路面，均值为零时，方差可以反映路面不平度大小的总体情况。
功率谱密度函数能够表示路面不平度能量在空间频域的分布，它刻画了路面不平度或者说路面波的结构。
当功率谱密度用坐标图表示时，坐标上功率谱密度曲线下的面积就是路面不平度方差。
从功率谱密度函数不仅能了解路面波的结构，还能反映出路面的总体特征。
因此，功率谱密度函数是路面不平度的最重要数学特征。
2 路面不平度研究现状与发展我们从车辆工程的角度出发探讨路面不平度在车辆设计、分析及应用中的功能和作用，从三个不同角度阐述路面不平度的研究现状和发展前景：首先是理论研究，分别从路面不平度的定义和数学模型进行了分析和探讨；其次是路面不平度的试验分析研究，包括路面不平度的采集、测量和试验验证等；另外就是路面不平度的工程应用研究，描述路面不平度在道路工程与车辆设计和研发的各个领域的应用。
2.1 路面不平度的理论研究2.1.1 路面不平度的定义路面不平度指得是道路表面对于理想平面的偏离，它具有影响车辆动力性、行驶质量和路面动力载荷三者的数值特征。
这是国际道路不平度试验（IRRE，1982年在巴西进行的项目）中的规定，它简洁地表示了路面不平度的评价指标，包涵客观评价指标（道路表面对于理想平面的偏离）和主观评价指标（用乘车人的主观感觉）来评价。
沿着车辆的行驶方向，也就是路面纵剖面的路面不平度，路面不平度根据波长可分为：长波、短波和粗糙纹理三种类型。
文章修改说明编辑同志：您好！根据专家审稿反馈的意见，对文章进行了认真修改，主要包括以下几个方面：1）按照专家的要求，对一些概念进行了解释和补充2）第一稿中有图3和图4，定稿时删除了，编号忘记重新编排，已作更正；3）认真对照专家反馈的原稿，逐条进行了修改；4）参考一些出版的文献，对关键词进行了适当调整（找不到Ei的主体词表）；5）恢复了作者信息等；6）在补充参考文献英文题目的同时，对参考文献进行了梳理，更换了几篇较新文献。
7）修改稿和论文出版承诺书将于近日寄出。
1基于Matlab/Simulink的随机路面建模及不平度仿真*陈杰平1，2 陈无畏1祝辉1朱茂飞1（1.合肥工业大学机械汽车学院，合肥230009；2.安徽科技学院工学院，凤阳233100 ）[摘要] 本文在认真分析路面空间频率功率谱密度、时间频率功率谱密度与方差之间关系的基础上，建立了路面随机信号生成模型，在不同车速情况下进行了进行仿真，生成了B和C级随机路面时间激励信号。
利用功率谱密度和方差分析，对所建立模型的仿真结果与路面分级标准认真比较分析，证明建立的模型产生的随机信号的功率谱和方差值与国家规定的路面等级标准一直，结果准确可靠，可以为车辆控制研究提供可靠的激励信号。
关键词：路面不平度随机激励功率谱密度时域模型仿真中图分类号：U 461.4; U 467 文献标识码：AA Modeling & Simulation Research on Stochastic Road surfaceIrregularity Based on Matlab/SimulinkChen Jieping1,2 Chen Wuwei1Zhu Hui1Zhu Maofei1（ 1. The Faculty of Mech.&Vehicle of Hefei University of Technology, Hefei,230009, China2. The Faculty of Eng. of Anhui Science and Technology University, Fengyang ,233100, China）AbstractIn the time domain analysis of vehicle ride comfort, the veracity of the input excitation signals is related to the simulation result directly. The random road model were constructed by MA TLAB/Simulink, based on the study of the relation about stochastic road space & time frequency power spectral density (PSD) and PSD & root-mean-square (RMS). The stochastic excitation signals were produced, and the vertical displacement of the B & C level uneven road were build by simulation in different vehicle velocity. By PSD & RMS analysis of vertical displacement of simulation result and national standards, the correctness of model can be certificated, it can offer reliable excitation signals for control research of vehicle. It can be proved that the idea & methods of modeling is distinct and practical, and the method has catholicity and can be used in other uneven road. Keywords：Roughness of road surface;Power spectral density (PSD); Random Excitation;Time domain model; Simulation引言以往对汽车平顺性的研究较多的是基于线性系统的假设[1]，采用路面谱输入，利用频域方法直观而方便地建立系统响应的频域模型以获得平顺性分析计算结果，用频域研究路面谱的方法在车辆平顺性研究中发挥了很大作用[2~5]。
路面高精度地图构建技术研究一、路面高精度地图概述路面高精度地图是指充分反映道路路面情况的地图，包括道路几何形状、路面标识、交通标志、挡墙分隔带、路缘带、护栏等信息，并以高精度数据的形式存储和表达。
具有很强的时效性、准确性，并且能够为高精度导航和自动驾驶提供重要的数据支撑。
因此，路面高精度地图已经成为当今智慧交通建设的重要组成部分。
二、路面高精度地图构建技术1. 车载激光扫描技术车载激光扫描技术通过在车顶配备激光扫描器，将地面数据采集到车载计算机中，并利用特定的软件处理形成跟车道形状、路宽、地面高度等图像信息的三维数据。
该技术具有高精度、高效率、高精度等优点，但是其数据采集范围有限，且需要较高的成本投入。
2. 车载卫星定位技术车载卫星定位技术通过全球卫星导航系统，如GPS及其它定位技术，获得车辆驶入的道路的几何形状和位置信息，然后再应用车辆运动学模型规定道路的宽度、长度和高低差等信息。
这一技术反应了现场实际情况，具有数据全面、维护方便、费用低等优点。
3. 线路绘制技术线路绘制技术是一种基于线路数据采集和处理的地图制作技术，主要利用GPS等地理位置方法，获取车辆所在位置的几何形状及特征，并在此基础上对付相应数据标签进行标注，进而生成高精度地图。
这一技术具有操作简单、投入成本低等优点，但是数据处理成本较高，需要较多的人工标注。
4. 智能识别技术智能识别技术利用计算机视觉及机器学习技术，对车辆前置摄像头进行视频图像分析，通过图像处理算法获取视野中的道路相关信息，并快速判定道路边界、交叉口、障碍物等特征的位置、形状等信息，提取高精度地图信息。
该技术数据处理效率高、自动化程度高、成本投入低等优点。
5. 混合技术路面高精度地图的构建技术可以结合多种技术，例如车载激光扫描技术与智能识别技术相结合，可以实现数据全面的同时还能够快速处理；车载卫星定位技术与线路绘制技术结合，可以在对原有道路信息不足的情况下，快速地制作出高质量的道路信息地图。
第19卷第6期2003年11月农业工程学报T ransactions of the CS AE V ol.19 N o.6N ov. 2003用谐波叠加法重构随机道路不平顺高程的时域模型张永林1,2(1.武汉工业学院机械工程系,武汉430023; 2.华中科技大学C AD 中心,武汉430074)摘 要:道路时域建模对道路车辆振动时程分析、车辆台架试验、路面损伤以及车路耦合动力学研究均具有重要意义。
谐波迭加法是一种既简单直观而又具有严密数学基础的构造道路时域模型的方法。
本文基于随机道路的统计量描述,再现了随机道路针对路面车辆的单点激励和单轮辙激励的时间历程样本,完善了所生成样本的标定方法。
对双轮辙激励,采用空间相关的两随机过程模拟,将两过程用虚拟的线性系统联接,建立其符合道路相干函数的传递关系,最终得到道路车辆的双轮辙多点时空相关性激励模型。
该模拟方法的数学理论正确,适用于任意指定谱特征的随机道路模拟,对其他类似随机过程的模拟也具普通适用性。
关键词:谐波叠加法;道路激励;随机不平顺;时域模型中图分类号:U461 文献标识码:A 文章编号:100226819(2003)0620032204收稿日期:2002212226 修订日期:2003204215基金项目:湖北省科技攻关计划项目暨湖北省教育厅重点科技项目作者简介:张永林,教授,博士生,武汉市常青花园路特1号 武汉工业学院机械工程系,430023。
Email :ylzh22@1 引 言车辆道路随机激振的机理研究以及面向车辆平顺性仿真的虚拟样机技术的实现首先要解决道路激励的形式化描述———道路的数值模拟和计算机仿真再现问题,即由道路的统计参数重构道路时程样本,由数值方法和计算机技术生成满足统计量的伪随机过程的时间序列。
道路激励源于道路不平顺高程,按数学上的定义,道路不平顺高程属于典型的随机函数,相对于恒定的车速则属于以时间为参数的随机过程。
随机过程是与确定性过程相对的一类具有重要理论意义和工程意义的客观现象,随机过程不能用明确的数学关系表成随机变量的函数,其完整的描述是建立在统计学理论的基础上的。
