基于三维可视化的路面损坏计算方法研究-交通信息工程及控制专业论文.docxVIP

Study on the Calculation Method of Pavement Diseases Based on Three-dimensional Visualization A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Wang Le Supervisor：Prof. Ma Ronggui Chang’an University, Xi’an, China I 摘 要 城市道路沥青路面损坏种类繁多，形式多样，不仅有二维平面类损坏,如线 裂、网裂、泛油、麻面等，还有三维变形类损坏,如车辙、沉陷、拥包、坑槽等。 虽然裂缝类损坏是城市道路损坏的主要形式，但车辙、沉陷、拥包等损坏也广泛 存在，有些道路个别地段甚至很严重。目前，每年进行的城市道路路况定期检测, 一直无法对三维类损坏进行准确识别，直接影响了路况评价的准确性以及道路养 护决策的及时性和科学性。 通过三维可视化路面重构，可以查看路面损坏状况以及道路轨迹，并给出路 面损坏准确的定位信息及数字信息(经纬度、高程、里程、车辙、容积、体积等)。 本文在三维可视化路面重建基础上，对路面损坏计算方法进行研究，根据计算结 果可以对路面质量进行评价，为进一步制定养护方案提供重要的数据信息。 本文利用 OpenGL 三维可视化技术,实现了三维路面的三种绘制方式，包括 网格路面、彩色路面和纹理路面。在彩色路面晕渲过程中，提出了一种基于对数 映射的三维路面高程晕渲方法，运用这种方法不仅能够实现路面质量较差，路面 有较大的坑槽和拥包的三维路面的彩色晕渲，同时还能表现路面的损坏信息、局 部平整度及车辙信息，增强显示效果。此外，为了确保数据采集的完整性以及重 构路面的完整性、连续性，提出了一种基于多传感器信息融合的里程桩精密定位 技术，通过 GPS 结合道路环境视频、文本文档的方法实现对千米桩的精确定位， 确保每千米外误差不累积，每千米内采用光电编码器结合和陀螺仪辅助的方法实 现千米内道路误差的修正。最后，对路面损坏计算方法进行了研究，根据计算结 果可以对路面质量进行评价。 通过对路面损坏计算方法的研究，实现了基于三维可视化路面重建技术的道 路病害完整性检测技术，与传统的路面检测技术相比，不但可以实现对道路损坏 数据采集的全覆盖以及道路路况快速准确评价，为养护决策提供科学、可靠的技 术支撑。 关键词：道路工程，三维可视化，路面损坏，坑槽，OpenGL II III III PAGE PAGE IV Abstract Different kinds of pavement distress appeared in the urban asphalt road, not only have two-dimensional damage, such as line crack, crack, bleeding, pitting surface, etc., but also have three-dimensional deformation damage, which includes rut, subsidence, upheaval, potholes, etc. Although crack damage is the main form of urban road diseases, rut, subsidence, and upheaval also widely exist, some road individual locations even serious. At present, road surface detection annually has unable to accurately identify the three-dimensional pavement damage, and it directly affects the accuracy of road evaluation and timeliness and scientific of the road maintenance decision road. Road track and pavement damage condition can be viewed by three-dimensional visualization of the road reconstruction, which can also provide orientation and digital information(longitude and latitude,elevation,mileage,rut,flatness,vol