分形模型在路面不平度再现中的应用

在分析路面不平度具有自相似性、标度不变性等分形特性的基础上提出利用理想分形曲线建立路面不平度的再现模型。利用功率谱法对实测路面不平度进行分形维数的计算。分析了理想分形曲线的平均功率谱性质,并建立其与路面不平度功率谱的关系。在此基础上提出用分形维数和路面不平度系数2个参数描述路面不平度统计特性的方法,并再现A、C等级标准路面和实测路面不平度。通过功率谱对比可知,根据本文方法建立的路面不平度分形模型精度较高。     

基于实测路面高程数据的路面不平度研究

为研究自铺设实验路面不平度等级,本文采用水准仪测量路面不同位置的高程数据进行路面不平度研究。经统计处理高程数据得到整个路面的三维高程曲面,并利用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法处理路面不平度趋势项,获取符合路面相对等级的路面不平度数据序列,重构路面不平度,建立自回归(auto regressive,AR)模型,求解实验路面功率谱密度并分析。分析结果表明,在低频段,实验道路位移功率谱密度值较大,在高频段,实验道路位移功率谱密度值较小,实验路面的特性参数与B级路面的数值相近,整个路面属B级路面。该研究为车辆的动态响应提供了较为准确的路面不平度信息,具有一定的实际应用价值。     

路面不平度测量——进展与现状评述

本文综述了与地面车辆振动有关的路面不平度研究现状,指出了目前软路面不平度沿用硬路面不平度测量方法存在的问题,提出了软路面不平度的定义,并指出有必要研究各种条件下原始地面不平度、车辙不平度以及有效不平度三者之间的关系,为研究车辆振动和评价车辆振动性能提供科学的依据。     

基于周期图法的路面不平度随机过程数值分析

采用周期图法和时域内的采样原理,根据路面高程随机过程的相位分布,以频域路面功率谱密度为依据,对不同等级路面不平度的时域数据进行数值模拟.针对模拟方法的准确性问题,以仿真出的路面不平度时域和原始频域数据为输入得到车辆响应功率谱密度,比较二者的差异,验证了模拟方法的可靠性.通过对国际平整度指数与功率谱密度两个不平度指标进行比较,利用模拟得到的路面不平度时域数据,推导出二者的相关关系,以路面实测不平度高程数据为基础的检验结果表明,相关关系模型可靠.     

环胶州湾高速公路路面不平度的研究

路面不平度是车辆行驶时最主要的激励,获得准确的路面信息可为车辆动力响应分析及整车可靠性试验提供参考。应用路面功率谱技术对环胶州湾高速公路硬土路基和软土路基路面的不平度特性进行了测量和分析,得到了环胶州湾高速公路路面的不平度状况的加速度功率谱密度和位移功率谱密度曲线图。结果表明,硬土路基和软土路基路面的总体特征方差与拟和特征比较接近,各相关系数为0．94和0．96,说明路面位移的功率谱密度的拟和表达式是准确的。低频段谱密度值都较大,路面分布在B级到C级之间;而在高频段,谱密度值很小,路面分布在A级。     

桥面不平度的简支梁桥车桥耦合振动分析

桥面不平度通常被认为是影响车桥系统耦合振动的主要因素之一。根据给定的桥面不平度功率谱密度变换得到桥面不平度是一个有效、快速的途径。分别采用三角级数法和Fourier逆变换法得到各级路面的不平度及其对应的功率谱密度函数。通过比较可知:Fourier逆变换法精度较目前被广泛应用的三角级数法高。推导了四自由度车辆和桥梁的振动平衡方程,并编制了车桥耦合振动分析程序,结合Fourier逆变换法得到的桥面不平度,分析了某简支梁在考虑桥面不平度下的动力响应。研究结果表明,桥面不平度对桥梁和车辆的动力响应影响很大,车速决定着车辆对桥梁作用力和车辆受到的桥梁对其反作用力的频率,从而影响到桥梁振动。     

车辆动载荷的频域模拟计算与分析

建立了简化的1／4车辆模型，并对车辆的动载荷特性进行分析；描述了反映路面不平度的波数功率谱密度[Sm（k)]与时间角频率谱密度[Su(ω）的关系，运用频域模拟分析方法计算了车辆动载荷的功率谱密度、均方根偏差与动载系数，并且分析了车速与路面不平度对车辆动载荷变化的影响．可为进一步的路面动力响应研究提供理论基础．     

月球车用行星车轮等效地面不平度函数的研究

针对所设计的行星轮式月球车的动力学分析问题中需要确定每个行星车轮的等效地面不平度函数,对行星车轮的等效地面不平度函数进行了计算,提出一种等效地面不平度函数的修正方法,并给出了修正后的等效地面不平度函数的Fourier变换形式,同时运用虚拟样机技术软件ADAMS对该修正方法进行仿真分析,分析结果表明,该修正方法是合理的。     

青藏铁路轨道不平顺变化特征

目的分析青藏铁路实际轨道检测数据,研究轨道不平顺的轨道谱变化特征及特点,为青藏铁路的正常运营提供技术支持．方法通过GJ-4型轨检车对青藏铁路的轨道进行了不平顺数据的采集,对采集数据的异常值进行了处理与修正,采用的轮次法检验了所采集数据的平稳性,运用改进的平均周期图法计算了青藏铁路轨道谱,并对功率谱密度曲线进行了拟合．结果青藏铁路轨检车检测数据为平稳信号,青藏铁路各类轨道不平顺主要集中分布在空间频率为[10-1,10 ^0]范围附近,不平顺随机波形的波长组成成分分布在[0．1,100]m的区间内．功率谱密度曲线表明振动主要产生在波长[1,10]m区间范围内,铁轨左、右高低和左、右轨向的功率谱密度图相近或基本相同．结论目前青藏铁路轨道状态较好,通过对轨检车实测记录的分析,得到该路线轨道不平顺的状况,为青藏铁路的正常运营提供了技术支持．     

路面不平度信号在LabVIEW中的数值实现

研究了路面功率谱密度和路面不平度之间的关系.根据信号处理理论对数据进行截断采样、补充和变换等一系列处理后,获得了路面的不平度信息;充分利用LabVIEW软件的优势,得到了路面不平度的数值实现程序.该方法界面友好,使用方便.     

基于地形熵差和高程绝对差度量的地形匹配算法

研究了地形匹配辅助导航常用的各种算法,设计出一种基于地形熵差和绝对差度量的地形高程匹配算法来买现地形匹配定位功能,应用于地形跟随/地形回避时得到了理想的结果,达到较高的定位精度,是一种很有实用价值的匹配算法.     

一种高清晰度三维地形景观图的制作方法

给出了一种静态三维地形景观图的制作方法，采用DEM内插建立地形的几何模型使得DEM的采样密度和DOM的分辨率一致，并将DEM和DOM在像素级对准，直接进行逐像素透视投影和DOM纹理映射．该方法所使用的工具为常用的图像处理软件，主要针对小规模的三维地形景观图，对于非实时交互的应用，简单易行，且容易控制纹理映射，充分利户纹理信息，比较好地再现了地表的纹理细节。     

地形匹配可信度分析

在利用地形雷达进行地形匹配定位和对惯导系统进行校正的过程中，对匹配结果可信度的分析变得非常重要。文中提出了一种基于支持向量机的匹配可信度分析方法，它首先在不同地形条件下的一些随机位置生成匹配样本，这些样本由反映匹配点地形特征的地形熵，以及反映匹配状况的相似度和信噪比组成，然后使用这些样本对支持向量机进行分类训练，训练好的支持向量机就可以用于其它匹配结果的可信度分析。实验结果表明96％的误匹配点都能够被检测出来，而93％的正确匹配点都能够被保留下来，鉴于通常很高的匹配概率，这样的结果已经能够满足实际的需要。     

高速公路地形三维仿真关键技术研究

高速公路一般具有线性、狭长的特性,如何快速有效地生成、绘制大规模地形成为高速公路视景仿真的关键。为解决该问题,从宏观上提出了一种按道路线形进行地形划分的方案,将大规模地形转换为小块地形进行处理。为了解决多地形块之间的拼接问题,提出了一种多地形块之间的边缘融合算法,同时对多地形块采用动态调度策略来实现交互式实时漫游。实验结果表明,该算法能够有效地实现高速公路大规模地形的快速生成和渲染。     

三维分形地形生成技术综述

简述了三维地形生成的几种常用方法，重点介绍了三维分形地形建模方法，并对利用中点位移法生成三维分形地形图的数学模型作了具体探讨。     

一种融合地表特征表示的嵌套几何误差度量算法

三维地形可视化处理中的一个关键问题是选取高效合理的误差度量算法,实现地形多分辨率层次细节模型的快速建立与地形构建高度逼真两者之间的平衡。在地表特征量化的基础上,计算地形局部熵,结合视距标准给出地形节点评价函数;提出基于顶点几何嵌套误差的地形节点分辨率阈值控制方法,结合地形逼真度计算,给出一种融合地表特征表示的嵌套几何误差度量算法SFNE。实验表明,SFNE算法在实现地形模型快速构建的同时保证了模型视觉质量,相较经典算法,SFNE对地表细节表达更为逼真。     

基于ArcGIS的连云港港区海陆一体化三维地形建模

港区地形建模中水边线定位及规则地形单元的高精度表达是建模过程的关键。以连云港港区为例,着重介绍了ArcGISIO环境下基于规则格网的港区海陆一体化地形建模过程。结果表明,基于地形建模工具TopotoRaster的算法特点,将海、陆分区并作为陆地与水下地形建模的约束条件,可获得高精度的水边线定位;而利用栅格条件分析功能可以实现对规则地形单元高程属性的修正,从而实现对复杂地形特征的精细表达。建模过程对于港区地形建模具有一定参考价值。     

Fuzzy deduction methods of selecting the underwater terrain navigation matching area

To overcome the problems of not describing terrain matching characteristics totally with a single terrain feature parameter in underwater navigation terrain database, an evaluation method named Vague set is proposed to describe the terrain suitability comprehensively based on the fuzzy decision making (FDM) method. The membership functions and non-membership functions of the Vague set are used to define the influence of the terrain map characteristics parameters on matching suitability, and comprehensive evaluation values of matching areas are obtained by the weighted score function method. Simulation results demonstrate that the terrain map suitability is positively proportional to the comprehensive evaluation value, while the matching position error is negatively proportional to the comprehensive evaluation value of the matching area. The Vague set can choose the optimal matching areaeffectively, and solve the problem that the single topographic map featurecannot evaluate suitability comprehensively.     

地形表达中的DEM形式和等高线形式比较

在传统测量发展阶段,由于受数据采集手段和制图方法的局限,地形主要是通过等高线图来进行表达的.测绘信息技术的发展,使得在地形的表达上,有了更多的选择.DEM等对地形的数字表达形式成为地形表达的主要形式.本文全面比较了DEM和等高线在地形表达中的特点.