一种道路病害舒适度评估方法技术

本发明专利技术涉及一种道路病害舒适度评估方法，包括以下步骤：通过测试车辆获取道路的路面表观信息和车辆振动数据；基于路面表观信息识别道路病害，并获取道路病害的表观属性集合；基于路面表观信息获取道路轮迹带区域；判断道路病害是否位于道路轮迹带区域，若是，进入下一步，否则判断该道路病害的舒适度为未落入区域舒适度；根据表观属性集合提取对应时间的车辆振动数据获取车辆瞬时振动冲击值作为舒适度评价指标。与现有技术相比，本发明专利技术能够客观评估道路的驾驶舒适度，准确性好，标准一致。标准一致。标准一致。

【技术实现步骤摘要】
一种道路病害舒适度评估方法


[0001]本专利技术涉及路面质量检测领域，尤其是涉及一种道路病害舒适度评估方法。

技术介绍

[0002]道路病害的状况评价对于道路养护部门和出行用户都具有重要意义。前者利用道路病害状态的准确诊断来合理判断道路性能变化趋势，科学制定管理与维修计划。后者在出行路线的选择时会考虑到道路病害对出行的影响，从而合理规划出行路径。在过去的几十年中，有许多面向道路病害的评估方法被提出与采用，主要可分为三种方法：评级法、权重分值法以及扣分法。最早被提出的是路面服务等级(PSR，Pavement Serviceability Rating)指数，它是评级法的一种，它根据乘客对某一路段行驶时乘坐质量的感知评级来评价道路状况。与之类似的是道路状况等级(PCR Pavement Condition Ratio)是采用专家评级的方法对道路状况作出整体等级评价。权重分值法方面具有代表性的分别是路面服务指数(PSI，Pavement serviceability Index)和模糊病害指数(FDI，Fuzzy Distress Index)。在PSR的基础上，人们增加了对道路裂缝、车辙以及病害修补的考虑，建立与此类病害的关联方程计算PSI。由于减少了专家小组的需求，可以大范围应用于路网质量评价。此外，另一个被广泛采用的指标是美国陆军工程兵团开发的路面状况指数(PCI，Pavement Condition Index)。它属于扣分法类型的评价指标。该指数在0到100的区间内描述了特定长度路段上病害的数量、类别与严重程度。它采用扣分的方式评价得到，不同类别、数量和严重程度的扣分权重由专家经验确定。在实际应用中，不同地区针对不同的路面类型，地方管理部门会在PCI的基础上依据地方特色修改扣分权重。上述道路病害的评估方法虽因应用场景而有所不同，但有一个共同点是它们都采用综合加权的方法来描述路段的平均性能。这些评价方法首先需要对道路进行分段，通常以100米或1000米作为一个评价区段，并采用人工加权的方式得到最终评价值。这样区段加权的方式会忽略极端值的影响，难以反映出极端严重病害的状态，难以指导精细化和日常养护。
[0003]此外，难以科学合理制定权重也是另一大难点，这使得不同指标之间无法相互比较。目前已经开展了众多的研究探究更合理的权重确定方法，例如模糊推理模型、数据驱动模型以及机器学习模型等等。然而人工权重缺乏实际意义，难以有效支持长期的性能分析，无法真实反映道路在长期服役过程中每一处病害的产生及恶化过程。因此，我们需要一个以单个道路病害为评价对象的评价方法作为补充，以描述更加详细的道路质量状况。
[0004]随着人们对出行品质需求的提高，对于出行过程中的舒适度的关注越来越高。乘客舒适度在评价道路病害中变得越来越重要，尤其是在城市道路和自动驾驶场景中。从舒适度角度评价道路病害不仅有利于道路管理者更直观、客观地掌握道路的实际服务水平，从而更加科学有效地维护、保持道路质量；也可以辅助自动驾驶车辆合理规划行驶路径，为乘客提供更加舒适的出行体验。然而在行车舒适性的研究方面，主要是由汽车厂商进行主动的调整控制，通过检测车辆的振动情况，调整座椅的角度和方向为乘客缓解颠簸的冲击，但这种评价对象集中于车辆的内饰或悬架，属于被动减少行驶不舒适感。现有的以道路状
况为对象的评价方法，主要从道路曲线、道路横纵坡、道路景观的角度去评价对驾驶疲劳感的影响，较少以道路病害导致车辆异常振动从而影响舒适度的角度去评价道路病害。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种道路病害舒适度评估方法。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种道路病害舒适度评估方法，包括以下步骤：
[0008]S1：通过测试车辆获取道路的路面表观信息和车辆振动数据；
[0009]S2：基于路面表观信息识别道路病害，并获取道路病害的表观属性集合；
[0010]S3：基于路面表观信息获取道路轮迹带区域；
[0011]S4：判断道路病害是否位于道路轮迹带区域，若是，进入步骤S5，否则判断该道路病害的舒适度为未落入区域舒适度；
[0012]S5：根据表观属性集合提取对应时间的车辆振动数据获取车辆瞬时振动冲击值作为舒适度评价指标。
[0013]优选地，所述的方法还包括：
[0014]S6：根据舒适度评价指标进行舒适度评级。
[0015]优选地，所述的舒适度评级的步骤包括：
[0016]获取舒适度评价指标所属于的舒适度指标范围，判断道路病害所处的舒适度等级。
[0017]优选地，所述的路面表观信息为通过测试车辆上搭载的摄像设备拍摄的路面图像数据。
[0018]优选地，所述的步骤S2具体包括：
[0019]基于识别算法识别路面图片中道路病害的类型、尺寸、位置，并获取含有道路病害的路面图像数据的采集时间戳，形成表观属性集合。
[0020]优选地，所述的步骤S3具体包括：
[0021]S31：识别路面表观信息中车道线位置；
[0022]S32：以两侧车道线分别为起点和重点，选择预设比例的区域作为道路轮迹带区域。
[0023]优选地，所述的步骤S31具体包括
[0024]S311：利用高斯滤波器对路面图像进行图像平滑，去除图像噪声；
[0025]S312：利用Canny算子检测车道线的边缘位置；
[0026]S312：在Canny算子边缘检测的二值图中利用霍夫线变换提取图像中的直线，以此作为车道线，计算两侧车道线的像素距离d，选取距离左侧车道线距离为[s1d,s2d]及[s3d,s4d]区间的位置作为道路轮迹带区域，其中s1、s2、s3、s4分别为预设的轨迹带参数。
[0027]优选地，所述的步骤S5具体包括：
[0028]S51：选取道路病害的图像采集时间的前后预设范围作为车辆振动数据粗选时间窗；
[0029]S52：提取粗选时间窗内的车辆振动数据，提取振动信号的高频部分并获取高频部
分的异常数据，依据异常数据所在区间划定精确时间窗；
[0030]S53：提取精确时间窗内的车辆振动数据计算车辆瞬时振动冲击值。
[0031]优选地，所述的步骤S53具体包括：
[0032]S531：在精确时间窗起点无间隔滑窗提取激励响应；
[0033]S532：根据激励响应计算振动能量值：
[0034][0035]其中，a
w
(t0)为终点为t0时刻的等效加速度，τ为所述的滑窗间隔，t0为滑窗终点时刻，a
wz
(t)为时刻t的振动数据，滑窗计算结果构成序列[a
w
(t1),a
w
(t2)......,a
w
(t
n
)]；
[0036]S533：计算所属序列中的最大值作为道路病害的车辆瞬时振动冲击值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种道路病害舒适度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过测试车辆获取道路的路面表观信息和车辆振动数据；S2：基于路面表观信息识别道路病害，并获取道路病害的表观属性集合；S3：基于路面表观信息获取道路轮迹带区域；S4：判断道路病害是否位于道路轮迹带区域，若是，进入步骤S5，否则判断该道路病害的舒适度为未落入区域舒适度；S5：根据表观属性集合提取对应时间的车辆振动数据获取车辆瞬时振动冲击值作为舒适度评价指标。2.根据权利要求1所述的一种道路病害舒适度评估方法，其特征在于，所述的方法还包括：S6：根据舒适度评价指标进行舒适度评级。3.根据权利要求2所述的一种道路病害舒适度评估方法，其特征在于，所述的舒适度评级的步骤包括：获取舒适度评价指标所属于的舒适度指标范围，判断道路病害所处的舒适度等级。4.根据权利要求1所述的一种道路病害舒适度评估方法，其特征在于，所述的路面表观信息为通过测试车辆上搭载的摄像设备拍摄的路面图像数据。5.根据权利要求4所述的一种道路病害舒适度评估方法，其特征在于，所述的步骤S2具体包括：基于识别算法识别路面图片中道路病害的类型、尺寸、位置，并获取含有道路病害的路面图像数据的采集时间戳，形成表观属性集合。6.根据权利要求1所述的一种道路病害舒适度评估方法，其特征在于，所述的步骤S3具体包括：S31：识别路面表观信息中车道线位置；S32：以两侧车道线分别为起点和重点，选择预设比例的区域作为道路轮迹带区域。7.根据权利要求6所述的一种道路病害舒适度评估方法，其特征在于，所述的步骤S31具体包括S311：利用高斯滤波器对路面图像进行图像平滑，去除图像噪声；S312：利用Canny算子检测车道...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成龙，李亦舜，杜豫川，吴荻非，岳光华，潘宁，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：