基于包络特征的路面抗滑性能评价方法及评价装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于路面抗滑性能检测技术领域，涉及一种基于包络特征的路面抗滑性能评价方法及评价装置，包括以下步骤：1)采集待测试件的表面轮廓图像作为空白背景图；2)采集滑动件在待测试件上的运动轨迹图像；3)将空白背景图依次进行处理，获得待测试件的表面纹理轮廓曲线；4)运动轨迹图像在空白背景图做差，进行处理得到滑动件运动的轨迹包络曲线；5)计算轨迹包络曲线的算术平均值以及表面纹理轮廓曲线的算术平均值，通过两个算术平均值之间的高差Δh评价抗滑性能。本发明专利技术的评价方法关联性好、处理效率高、评价准确，从而更为有效保障行车安全。安全。安全。

【技术实现步骤摘要】
基于包络特征的路面抗滑性能评价方法及评价装置


[0001]本专利技术属于路面抗滑性能检测
，涉及一种基于包络特征的路面抗滑性能评价方法及评价装置。

技术介绍

[0002]路面抗滑性能与车辆行驶安全性具有密切关联性，路面抗滑能力不足也是导致交通事故频发的一个重要诱因。一般来说，路面的抗滑性与路面的宏微观纹理结构密切相关，在高速、路面潮湿的条件下，路面的宏观结构对抗滑性起主导作用，而在低速下，路面的微观结构对抗滑性起主导作用，因此，路面的构造深度作为表征路面纹理的重要指标被广泛运用于路面抗滑性能评价；但是现有的指标评价，只对不同的路面纹理特征进行测量，而众所周知，摩擦是指轮胎橡胶与路面表面在不同条件下的复杂接触特性，是与路面材料、尺寸参数、纹理特征、载荷、压力信息、运行模式以及环境因素等相关的综合表征，此外，路面纹理范围与摩擦贡献的具体定量关系也尚不明确。显然，用简单的路面纹理特征指标描述轮胎与路面间的摩擦行为这种传统的测试方法，存在以下问题：人为因素干扰大、测试效率低、及抗滑评价指标与路面抗滑性能关联性差，使得评价准确性差。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在测试效率低以及准确性差的技术问题，本专利技术提供一种基于包络特征的路面抗滑性能评价方法及评价装置，关联性好、处理效率高、评价准确，从而更为有效保障行车安全。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种基于包络特征的路面抗滑性能评价方法，包括以下步骤：
[0006]1)采集待测试件的表面轮廓图像，作为空白背景图；
[0007]2)采集滑动件在待测试件上的运动轨迹图像；
[0008]3)将空白背景图依次进行灰度化处理、滤波去噪以及二值化处理，得到黑白二值背景图，并从黑白二值背景图提取待测试件的表面纹理轮廓边缘像素点信息，获得待测试件的表面纹理轮廓曲线；
[0009]4)将步骤2)的运动轨迹图像在步骤1)的空白背景图做差，保留待测试件的状态信息，得到差值图像；对差值图像经灰度处理、降噪、阈值分割处理，得到多张滑动件在待测试件的上的运动图像，从每张运动图像中提取滑动件的最低点信息，对每张运动过程的滑动件最低点信息进行轨迹拟合，取拟合曲线作为滑动件在待测试件上运动的轨迹包络曲线；
[0010]5)计算步骤4)轨迹包络曲线的算术平均值以及步骤3)的表面纹理轮廓曲线的算术平均值，并定义两个算术平均值之间的高差作为待测试件抗滑性能指标Δh，通过Δh的大小评价滑动件与待测试件的间抗滑性能。
[0011]所述步骤3)、步骤4)和步骤5)，均是通过MATLAB来完成的。
[0012]进一步的，所述步骤2)中的滑动件为橡胶滑块或轮胎；所述步骤1)中的待测试件
为路面或摩擦试件。
[0013]进一步的，所述步骤5)中，Δh值越小，待测试件的抗滑性能越好；反之，Δh值越大，待测试件的抗滑性能越差。
[0014]一种实现所述的基于包络特征的路面抗滑性能评价方法的评价装置，包括底板、摩擦试件、橡胶滑块、高速相机、固定夹具以及摆式仪；所述固定夹具置于底板上，所述摩擦试件置于固定夹具上，所述摆式仪置于固定夹具上方并与底板连接，所述橡胶滑块置于与摆式仪上并在摩擦试件上滑动；所述高速相机与底板连接，并位于摆式仪前方。
[0015]进一步的，所述评价装置包括置于底板上的补光灯；所述补光灯位于高速相机与摆式仪之间。
[0016]进一步的，所述评价装置还包括与底板连接的升降机构；所述升降机构包括升降平台和升降旋钮；所述升降平台通过升降旋钮与底板连接，所述升降平台沿着底板竖直方向上下移动；所述高速相置于升降平台上。
[0017]进一步的，所述评价装置还包括与高速相机连接的计算机。
[0018]进一步的，所述评价装置还包括设置在底板上的垫块；所述垫块上设置调平旋钮，所述调平旋钮与摆式仪连接。
[0019]一种实现所述的基于包络特征的路面抗滑性能评价方法的评价装置，包括高速相机、补光灯、轮胎、路面和横向力测试车；所述横向力测试车置于路面上，所述高速相机、补光灯和轮胎均置于横向力测试车上，所述高速相机、补光灯均正对着轮胎的轮毂面。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]1、本专利技术提出的评价新指标通过表征两个接触面(即路表面和轮胎面)的接近和分离过程来反映不同条件下接触面积的变化，与路面摩擦性能关联性较好，能更准确地表征轮胎橡胶与路面的抗滑性能。
[0022]2、与传统的基于路面纹理抗滑性能检测方式相比，本专利技术提供的评价方法考虑了接触面特性、荷载、温湿度等外部因素对抗滑性能的影响，测试方法表征不同条件下轮胎路面接触可变特性。
[0023]3、本专利技术通过高速相机采集路面及轮胎滚动的运动图像，提取图像纹理信息后处理，获取路面纹理轮廓曲线及轮胎滑动过程中的包络曲线，实现抗滑性能评价及预估，操作简便、处理效率高、评价准确等特点，从而更为有效保障行车安全。
[0024]4、本专利技术通过两种不同的测试装置，实现对路面抗滑性能评价，应用灵活，简易，操作流程简便，降低人为因素的影响，测试成本低，测试效率高。
附图说明
[0025]图1是本专利技术提供的底板示意图；
[0026]图2是本专利技术抗滑性能评价装置示意图；
[0027]图3是本专利技术提供的抗滑性能评价方法流程图；
[0028]图4是本专利技术图像采集系统界面图；
[0029]图5是基于MATLAB图像处理步骤图；
[0030]图6是本专利技术实施例1采集的背景图、左右定位图及滑动过程图；
[0031]图7是本专利技术实施例1图像输出结果图；
[0032]图8是本专利技术实施例2图像采集方式图；
[0033]其中：
[0034]1—底板；2—固定夹具；3—垫块；4—摆式仪；5—摩擦试件；6—补光灯；7—固定螺杆；8—高速相机；9—升降平台；10—升降旋钮；11—调平旋钮；12—橡胶滑块；13—计算机；14—路面；15—轮胎。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。
[0036]大多数研究表明，轮胎与路面的接触面积与路面抗滑性能密切相关，接触面积越大，抗滑性能越好；不同条件下轮胎
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路面接触面积的变化实际上是指两个接触面(即路表面和轮胎面)的接近和分离过程。
[0037]简单地说，路面表面可以用纹理轮廓曲线来表征，而轮胎表面可以用滚动过程中的包络曲线来表征。由于两个接触面接触特性的综合表征指标，会随着接触面、荷载、运行方式、环境因素的不同而变化，采用轮胎包络曲线与路面纹理曲线之间的接触特性指标能够实现路面抗滑性能可变表征，较现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于包络特征的路面抗滑性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采集待测试件的表面轮廓图像，作为空白背景图；2)采集滑动件在待测试件上的运动轨迹图像；3)将空白背景图依次进行灰度化处理、滤波去噪以及二值化处理，得到黑白二值背景图，并从黑白二值背景图提取待测试件的表面纹理轮廓边缘像素点信息，获得待测试件的表面纹理轮廓曲线；4)将步骤2)的运动轨迹图像在步骤1)的空白背景图做差，保留待测试件的状态信息，得到差值图像；对差值图像经灰度处理、降噪、阈值分割处理，得到多张滑动件在待测试件的上的运动图像，从每张运动图像中提取滑动件的最低点信息，对每张运动过程的滑动件最低点信息进行轨迹拟合，取拟合曲线作为滑动件在待测试件上运动的轨迹包络曲线；5)计算步骤4)轨迹包络曲线的算术平均值以及步骤3)的表面纹理轮廓曲线的算术平均值，并定义两个算术平均值之间的高差作为待测试件的抗滑性能指标Δh，通过Δh的大小评价滑动件与待测试件的间抗滑性能。2.根据权利要求1所述的基于包络特征的路面抗滑性能评价方法，其特征在于，所述步骤3)、步骤4)和步骤5)，均是通过MATLAB来完成的。3.根据权利要求1所述的基于包络特征的路面抗滑性能评价方法，其特征在于，所述步骤2)中的滑动件为橡胶滑块(12)或轮胎(15)；所述步骤1)中的待测试件为路面(14)或摩擦试件(5)。4.根据权利要求3所述的基于包络特征的路面抗滑性能评价方法，其特征在于，所述步骤5)中，Δh值越小，表示待测试件的抗滑性能越好，反之，Δh值越大，表示待测试件的抗滑性能越差。5.一种实现如权利要求4所述的基于包络特征的路面抗滑性能评价方法的评价装置，其特征在于，所述评价装置包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张久鹏，黄果敬，郭福成，胡哲，牛振兴，何印章，裴建中，李蕊，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：