CN105891106A - 公路路面抗滑性测量*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种公路路面抗滑性测量***,包括控制装置、定位装置和行驶在公路路面上的车辆,其中控制装置用于向车辆发送加速或减速信号,以使车辆在接收到加速或减速信号后,进行加速或减速并将车轮的转动信息发送给控制装置;定位装置用于将车辆的位置信息发送给控制装置;控制装置用于根据车辆在进行加速或减速后车辆的位移以及车轮的转动距离,确定公路路面的抗滑性。本发明通过由控制装置控制车辆进行加速或减速,并在车辆进行加速或减速后车轮的转动距离与车辆的位移不相同时,确定车辆在行驶过程中出现打滑,以车辆出现打滑时的加速度或减速度作为评测公路路面抗滑性的参数,可以提高抗滑性测量准确度。
Description
技术领域
本发明涉及公路路面性能检测领域,尤其涉及一种公路路面抗滑性测量***。
背景技术
随着交通业的快速发展,公路路面抗滑性的好坏与人们的行车安全密切相关。为了对公路路面的抗滑性摩擦力参数进行测量,通常将车辆轮胎置于公路路面上,再对车辆轮胎施加一个拉力,当车辆被拉动的瞬间,即可获得公路路面的静态摩擦力。然而,目前只能对公路路面的静态摩擦力进行测量,由于车辆在公路路面行驶时处于运动状态,采用静态摩擦力来反映公路路面的抗滑性,准确度不高。
发明内容
本发明提供一种公路路面抗滑性测量***,以解决采用静态摩擦力来反映公路路面抗滑性时准确度较低的问题。
根据本发明实施例的第一方面,提供一种公路路面抗滑性测量***,包括控制装置、定位装置和行驶在公路路面上的车辆,其中所述控制装置用于向所述车辆发送加速或减速信号,以使所述车辆在接收到所述加速或减速信号后,进行加速或减速并将车轮的转动信息发送给所述控制装置;
所述定位装置用于将所述车辆的位置信息发送给所述控制装置;
所述控制装置用于根据所述车辆在进行加速或减速后车辆的位移以及所述车轮的转动距离,确定所述公路路面的抗滑性。
在一种可选的实现方式中,所述控制装置用于所述车辆在进行加速或减速后车辆的位移与所述车轮的转动距离不相同时,表示所述车辆出现打滑,以所述车辆出现打滑时所述加速或减速信号中包括的加速度或减速度作为所述公路路面的抗滑性参数。
在另一种可选的实现方式中,所述控制装置用于根据所述车辆出现打滑时的加速度或减速度,计算出滑动摩擦***,以所述滑动摩擦系数作为所述公路路面的抗滑性参数。
在另一种可选的实现方式中,所述***还包括设置在所述公路路面上的龙门骨架以及设置在所述车辆顶部的第一扫描装置,在所述龙门骨架的顶部内侧设置有位置标签,所述第一扫描装置用于对所述龙门骨架顶部进行扫描,并将扫描到的第一图像信息发送给所述控制装置;
所述控制装置用于根据所述第一图像信息中第一位置标签与预先存储的第二图像信息中第二位置标签的位置关系,确定所述车辆本次通过所述龙门骨架时的第一行驶轨迹相对于预先存储的第二行驶轨迹的偏移程度;
所述控制装置还用于根据所述偏移程度,向所述车辆的控制***发送控制命令,以对所述车辆的行驶轨迹进行调整。
在另一种可选的实现方式中,所述控制装置用于在所述第一位置标签与所述第二位置标签相交时,将所述第一位置标签与所述第二位置标签之间的夹角作为所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹之间的偏移方向角;在所述第一位置标签中心点与所述第二位置标签中心点不重合时,将第一位置标签中心点与第二位置标签中心点之间的水平距离作为第一行驶轨迹与第二行驶轨迹之间的偏移距离。
在另一种可选的实现方式中,所述控制装置用于在统计出通过所述第一位置标签中心点的第一铅垂线与通过所述第二位置标签中心点的第二铅垂线之间的像素点数量后,将所述像素点数量与单个像素点对应距离的乘积作为所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹之间的偏移距离。
在另一种可选的实现方式中,所述定位装置包括建立在实验室内的CORS 基站,所述CORS基站用于将定位到的所述车辆的位置信息发送给所述控制装置。
在另一种可选的实现方式中,所述定位装置包括设置在所述车辆上的十轴传感器,所述十轴传感器用于将采集到的所述车辆的位置信息发送给所述控制装置。
本发明的有益效果是:
1、本发明通过由控制装置控制车辆进行加速或减速,并在车辆进行加速或减速后车轮的转动距离与车辆的位移不相同时,确定车辆在行驶过程中出现打滑,由于车辆加速度或减速度对控制装置来说是已知的,且车辆在加速或减速行驶过程中车辆处于运动状态,因此本发明通过将车辆出现打滑时的加速度或减速度作为评测公路路面的抗滑性参数,可以提高公路路面抗滑性测量的准确度;
2、本发明通过在确定车辆出现打滑时的加速度或减速度后,计算出该公路路面的滑动摩擦系数,采用滑动摩擦系数来评测公路路面的抗滑性,可以提高公路路面抗滑性测量的准确度;
3、本发明中在公路路面上设置龙门骨架,在龙门骨架顶部内侧设置位置标签,且在车辆顶部设置第一扫描装置,车辆在通过龙门骨架时第一扫描装置对龙门骨架顶部进行扫描,获得第一图像信息并将第一图像信息发送给控制装置,之后控制装置根据第一图像信息中第一位置标签与预先存储的第二图像信息中第二位置标签的位置关系,可以确定车辆本次通过龙门骨架的第一行驶轨迹相对于预先存储的第二行驶轨迹的偏移程度,从而对车辆通过龙门骨架时的行驶轨迹实现精确定位;另外,本发明基于车辆通过龙门骨架时精确定位的行驶轨迹,对车辆的行驶轨迹进行调节,以使车辆按照固定的轨迹行驶,由此可以进一步提高公路路面抗滑性参数的测量准确度;
4、本发明通过采用多种定位方式对车辆的位置信息进行采集,并根据优先级的高低来确定车辆的位置信息,可以提高车辆位置定位准确度,进而提高公路路面抗滑性测量准确度。
附图说明
图1是本发明公路路面抗滑性测量***的一个实施例结构图;
图2是本发明公路路面抗滑性测量***的另一个实施例结构图;
图3是扫描图像的一个实施例框图;
图4是扫描图像的另一个实施例框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案,并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“水平”、“铅垂”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
参见图1,为本发明公路路面抗滑性测量***的一个实施例结构图。该***可以包括控制装置110、定位装置120和行驶在公路路面上的车辆130,其中控制装置110可以向车辆130发送加速或减速信号,以使车辆130在接收到加速或减速信号后,进行加速或减速并将其车轮的转动信息发送给控制装置110;定位装置120可以将车辆130的位置信息发送给控制装置110;控制装置110可以根据车辆130在进行加速或减速后的位移及其车轮的转动距离,确定公路路面的抗滑性。
本实施例中,车辆130在接收到控制装置110发送的加速或减速信号后,可以采用设置在车辆130内的旋转编码器将其车轮的转动信息发送给控制装置110。控制装置110在接收到车辆的车轮转动信息后,可以根据转速与位 移的计算公式X=V0t+1/2*at2或者X=(V2-V0 2)/2a,计算出车辆在进行加速或减速后车轮的转动距离X,其中V0表示车辆进行加速或减速时的初始转速,t表示车辆进行加速或减速的持续时间,a表示车辆的加速度或减速度,V表示车辆进行加速或减速后的当前转速。另外,控制装置110在接收到定位装置120发送的车辆130的位置信息后,可以根据车辆进行加速或减速时的初始位置以及车辆进行加速或减速后的当前位置,计算出车辆进行加速或减速后的位移。
控制装置110在确定车辆进行加速或减速后的车轮转动距离及车辆的位移后,可以将车轮转动距离与车辆的位移进行比较,若两者相同,则表示车辆行驶过程中不存在打滑,若两者不相同(当车轮转动距离大于车辆的位移时,表示车辆向前打滑;当车轮转动距离小于车辆的位移时,表示车辆向后打滑),则表示车辆行驶过程中出现打滑。由于车辆的加速或减速是由控制装置来控制的,即车辆的加速度或减速度对控制装置来说是已知的,因而控制装置在确定车辆出现打滑时,可以将车辆出现打滑时车辆的加速度或减速度、以及在该加速度或减速度下车辆出现打滑时车辆的位移(即在该加速度或减速度下车辆行驶多长距离后出现打滑)作为评测公路路面的抗滑性参数。
另外,控制装置110在确定车辆出现打滑时的加速度或减速度后,可以根据公式u=F/N=ma/N,计算出该公路路面的滑动摩擦系数u,其中F表示车辆在公路路面上的摩擦力,N表示车辆在公路路面上的正压力,m表示车辆的质量,a表示车辆的加速度或减速度。由于滑动摩擦系数反映的是车辆在公路路面上行驶时公路路面的摩擦特性,因此本发明通过在确定车辆出现打滑时的加速度或减速度后,计算出该公路路面的滑动摩擦系数,采用滑动摩擦系数来评测公路路面的抗滑性,可以提高公路路面抗滑性测量的准确度。
由上述实施例可见,本发明通过由控制装置控制车辆进行加速或减速,并在车辆进行加速或减速后车轮的转动距离与车辆的位移不相同时,确定车辆在行驶过程中出现打滑,由于车辆加速度或减速度对控制装置来说是已知的,且车辆在加速或减速行驶过程中车辆处于运动状态,因此本发明通过将 车辆出现打滑时的加速度或减速度作为评测公路路面的抗滑性参数,可以提高公路路面抗滑性测量的准确度。
参见图2,为本发明公路路面抗滑性测量***的另一个实施例结构图。图2与图1所示公路路面抗滑性测量***的区别在于,还包括设置在公路路面上的龙门骨架210以及设置在车辆顶部的第一扫描装置220,在该龙门骨架210的顶部内侧可以设置有位置标签230,且传感器130可以设置在龙门骨架210的前侧。其中,该第一扫描装置220可以对龙门骨架210的顶部进行扫描,并将扫描到的第一图像信息发送给控制装置110。控制装置110在接收到第一扫描装置220扫描到的第一图像信息后,可以根据该第一图像信息中第一位置标签与预先存储的第二图像信息中第二位置标签的位置关系,确定车辆130本次通过龙门骨架210时的第一行驶轨迹相对于预先存储的第二行驶轨迹的偏移程度,该偏移程度可以包括偏移方向角和偏移距离。其中第二行驶轨迹可以为车辆第一次通过龙门骨架时的行驶轨迹,该第二图像信息可以为车辆沿着第二行驶轨迹通过龙门骨架时,第一扫描装置对龙门骨架进行扫描后获得的图像信息。
其中,当第一位置标签与第二位置标签相交(或者延长相交)时,控制装置可以确定第一行驶轨迹与第二行驶轨迹之间存在偏移方向角,且该偏移方向角可以为第一位置标签与第二位置标签之间的夹角;当第一位置标签中心点与第二位置标签中心点不重合时,控制装置可以确定第一行驶轨迹与第二行驶轨迹之间存在偏移距离,并且可以将第一位置标签中心点与第二位置标签中心点之间的水平距离作为第一行驶轨迹与第二行驶轨迹之间的偏移距离。在确定第一行驶轨迹与第二行驶轨迹之间的偏移距离时,控制装置可以首先统计出通过第一位置标签中心点的第一铅垂线与通过第二位置标签中心点的第二铅垂线之间的像素点数量,然后将该像素点数量与单个像素点对应距离的乘积作为该偏移距离。
例如,两张扫描图像重叠后,两个位置标签的位置关系如图3所示。由于第一位置标签L1与第二位置标签L2平行(即不相交),且第一位置标签 L1中心点O1位于第二位置标签L2中心点O2的左侧(即不重合),因而控制装置可以确定第一行驶轨迹与第二行驶轨迹之间不存在偏移方向角,存在偏移距离。另外,控制装置可以首先统计通过第一位置标签L1中心点O1的第一铅垂线与通过第二位置标签L2中心点O2的第二铅垂线之间的像素点数量,然后将统计出的像素点数量与每个像素点对应距离的乘积作为第一行驶轨迹与第二行驶轨迹的偏移距离。
又如,两张扫描图像重叠后,两个位置标签的位置关系如图4所示。由于第一位置标签L1与第二位置标签L2相交,且第一位置标签L1中心点O3与第二位置标签L2中心点O4不重合,因而控制装置可以确定第一行驶轨迹与第二行驶轨迹之间存在偏移方向角,且存在偏移距离。另外,控制装置可以将第一位置标签L1对称轴与第二位置标签L2对称轴之间的夹角作为第一行驶轨迹与第二行驶轨迹之间的偏移方向角,并且在统计出通过第一位置标签L1中心点O3的第一铅垂线与通过第二位置标签L2中心点O4的第二铅垂线之间的像素点数量后,将统计出的像素点数量与每个像素点对应距离的乘积作为第一行驶轨迹与第二行驶轨迹的偏移距离。
若龙门骨架上只设置有一个位置标签,则车辆顶部的第一扫描装置有可能无法扫描到龙门骨架上的位置标签。为了保证车辆顶部的第一扫描装置在每次通过龙门骨架时都可以扫描到位置标签,从而提高行驶轨迹定位的准确度,位置标签可以连续设置在龙门骨架上,形成位置标签尺,且车辆顶部第一扫描装置的扫描范围可以大于或者等于两个位置标签的长度。
针对这种情况,控制装置在接收到第一扫描装置扫描到的第一图像信息后,可以将该第一图像信息中的各个位置标签分别与预先存储的第二图像信息中的位置标签进行比较,若第一图像信息和第二图像信息中存在相同的位置标签,则将第一图像信息中一个相同的位置标签作为第一位置标签,将第二图像信息中与该第一位置标签相同的位置标签作为第二位置标签,并根据第一位置标签与第二位置标签的位置关系,确定第一行驶轨迹相对于第二行驶轨迹的偏移程度,该偏移程度可以包括偏移方向角和偏移距离。其中,偏 移方向角和偏移距离可以按照上述相同的方法确定。
综上,控制装置110在确定车辆本次通过龙门骨架时的第一行驶轨迹相对于预先存储的第二行驶轨迹的偏移程度后,可以根据该偏移程度信息,向车辆130的控制***发送控制命令,以对车辆130的行驶轨迹进行调整。例如,当第一行驶轨迹与第二行驶轨迹平行且向左偏移,则控制装置可以向车辆的控制***发送向右偏移行驶的调节命令,车辆的控制***在接收到向右偏移行驶的调节命令后,可以控制车辆向右偏移行驶,以使该第一行驶轨迹与该第二行驶轨迹重合。
本发明中在公路路面上设置龙门骨架,在龙门骨架顶部内侧设置位置标签,且在车辆顶部设置第一扫描装置,车辆在通过龙门骨架时第一扫描装置对龙门骨架顶部进行扫描,获得第一图像信息并将第一图像信息发送给控制装置,之后控制装置根据第一图像信息中第一位置标签与预先存储的第二图像信息中第二位置标签的位置关系,可以确定车辆本次通过龙门骨架的第一行驶轨迹相对于预先存储的第二行驶轨迹的偏移程度,从而对车辆通过龙门骨架时的行驶轨迹实现精确定位。另外,本发明基于车辆通过龙门骨架时精确定位的行驶轨迹,对车辆的行驶轨迹进行调节,以使车辆按照固定的轨迹行驶,由此可以进一步提高公路路面抗滑性参数的测量准确度。
由上述实施例可见,本发明通过由控制装置控制车辆进行加速或减速,并在车辆进行加速或减速后车轮的转动距离与车辆的位移不相同时,确定车辆在行驶过程中出现打滑,由于车辆加速度或减速度对控制装置来说是已知的,且车辆在加速或减速行驶过程中车辆处于运动状态,因此本发明通过将车辆出现打滑时的加速度或减速度作为评测公路路面的抗滑性参数,可以提高公路路面抗滑性测量的准确度。
在图1和图2中所示公路路面抗滑性测量***中,定位装置可以采用以下至少一种方式来确定车辆的位置信息。
第一种方式中,该定位装置可以包括多个CORS基站(Continuously Operating Reference Stations,连续运行卫星定位服务综合***),该CORS 基站建立在实验室内,用于对车辆的位置信息进行定位,并将定位到的车辆的位置信息发送给控制装置。目前,在实验室内对公路路面的抗滑性参数进行测量时,由于实验室属于一个密闭空间,与外界的通信环境较差,如果采用车辆原有的GPS导航***,则可能存在车辆定位准确度较低的问题。本发明通过在实验室内设置多个CORS基站,可以提高车辆的定位准确度。由于采用现有的基于CORS技术的定位方法即可实现车辆定位,因而在此不再对采用定位装置进行车辆定位的具体过程予以赘述。
第二种方式中,该定位装置可以包括设置在车辆中的十轴传感器,该十轴传感器可以将其采集到的车辆的位置信息发送给控制装置110。由于采用现有的十轴传感器即可实现车辆的定位,因而在此不再对采用第三定位装置进行车辆定位的具体过程予以赘述。
控制装置在接收到多组车辆位置信息后,可以根据预设的优先级确定车辆的位置信息。其中,预设的优先级按照由高到低的顺序可以依次为第一种方式和第二种方式。本发明通过采用多种定位方式对车辆的位置信息进行采集,并根据优先级的高低来确定车辆的位置信息,可以提高车辆位置定位准确度,进而提高公路路面抗滑性测量准确度。
另外,为了降低定位装置与控制装置之间精确的时间同步,定位装置与控制装置之间可以基于PTP(Precision Time Protocol,精确时间协议)协议进行通信。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性 变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (8)
1.一种公路路面抗滑性测量***,其特征在于,包括控制装置、定位装置和行驶在公路路面上的车辆,其中所述控制装置用于向所述车辆发送加速或减速信号,以使所述车辆在接收到所述加速或减速信号后,进行加速或减速并将车轮的转动信息发送给所述控制装置;
所述定位装置用于将所述车辆的位置信息发送给所述控制装置;
所述控制装置用于根据所述车辆在进行加速或减速后车辆的位移以及所述车轮的转动距离,确定所述公路路面的抗滑性。
2.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述控制装置用于所述车辆在进行加速或减速后车辆的位移与所述车轮的转动距离不相同时,表示所述车辆出现打滑,以所述车辆出现打滑时所述加速或减速信号中包括的加速度或减速度作为所述公路路面的抗滑性参数。
3.根据权利要求2所述的***,其特征在于,所述控制装置用于根据所述车辆出现打滑时的加速度或减速度,计算出滑动摩擦***,以所述滑动摩擦系数作为所述公路路面的抗滑性参数。
4.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述***还包括设置在所述公路路面上的龙门骨架以及设置在所述车辆顶部的第一扫描装置,在所述龙门骨架的顶部内侧设置有位置标签,所述第一扫描装置用于对所述龙门骨架顶部进行扫描,并将扫描到的第一图像信息发送给所述控制装置;
所述控制装置用于根据所述第一图像信息中第一位置标签与预先存储的第二图像信息中第二位置标签的位置关系,确定所述车辆本次通过所述龙门骨架时的第一行驶轨迹相对于预先存储的第二行驶轨迹的偏移程度;
所述控制装置还用于根据所述偏移程度,向所述车辆的控制***发送控制命令,以对所述车辆的行驶轨迹进行调整。
5.根据权利要求4所述的***,其特征在于,所述控制装置用于在所述第一位置标签与所述第二位置标签相交时,将所述第一位置标签与所述第二位置标签之间的夹角作为所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹之间的偏移方向角;在所述第一位置标签中心点与所述第二位置标签中心点不重合时,将第一位置标签中心点与第二位置标签中心点之间的水平距离作为第一行驶轨迹与第二行驶轨迹之间的偏移距离。
6.根据权利要求5所述的***,其特征在于,所述控制装置用于在统计出通过所述第一位置标签中心点的第一铅垂线与通过所述第二位置标签中心点的第二铅垂线之间的像素点数量后,将所述像素点数量与单个像素点对应距离的乘积作为所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹之间的偏移距离。
7.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述定位装置包括建立在实验室内的CORS基站,所述CORS基站用于将定位到的所述车辆的位置信息发送给所述控制装置。
8.根据权利要求1或5所述的***,其特征在于,所述定位装置包括设置在所述车辆上的十轴传感器,所述十轴传感器用于将采集到的所述车辆的位置信息发送给所述控制装置。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |