路面施工检测技术在高速公路中的应用

由于传统基于二维数字图像技术的路面裂缝检测具有缺少路面三维深度信息、易受到周围光照等噪声影响的缺陷;同时,完全依赖底层机器视觉的数字图像处理技术未考虑高层视觉信息,从而使得精度难以再度提高。因此,本文在深入研究国内外现有路面裂缝检测技术的基础上,进行了路面裂缝三维数据的采集、利用三维数字图像技术对数据预处理以及路面裂缝类型判断、轮廓提取研究。基于激光三角测距法设计实现了路面三维数据采集系统并进行了路面三维深度数据的采集;设计了进行中值滤波,然后进行双相标准差滤波的分步滤波方法进行数据预处理,从而进一步提高检测精度。

基于激光3D数据的沥青路面构造深度检测方法

为实现沥青路面构造深度的自动化检测,提出一种基于激光3D数据的沥青路面构造深度检测方法。搭建了基于结构光的沥青路面构造深度检测系统,提出了针对路面原始三维数据的去噪算法,设计了基于激光3D数据的沥青路面构造深度计算方法。为了验证该方法的有效性,在沥青路面进行了现场试验,并将系统测试结果与铺砂法测量结果进行了误差分析和相关性分析。结果表明:该方法得到的构造深度数值与铺砂法结果相对误差在0.13mm以内,相关系数为0.923 2,表明系统性能稳定、可靠性高。

基于结构光的路面三维重构技术

为给道路养护部门提供直观的养护决策依据,采用红外线激光器和面阵3D相机实现水泥混凝土路面三维信息的快速采集,提出针对道路表面三维数据去噪效果良好的双相标准差滤波算法;提出邻近加权平均插值算法与空间积分算法,实现路面三维数据的恢复和路面三维模型的构建;采用Matlab与VC++混合编程高效、准确地实现路面的三维重构。实验结果表明,该路面三维信息采集和处理系统性能稳定、可靠性较高;三维重构系统鲁棒性高、可移植性及可视化效果较好,可为道路养护决策提供直观、有效、科学的依据。

路面三维数据去噪算法

为了满足路表三维形态精确重构和路面病害检测与特征提取的要求,针对路面激光三维成像系统,结合数字图像滤波处理技术,提出了一种双相标准差滤波法与基于组合结构元素的级联形态学滤波算法相结合的去噪方法,即先对路面三维数据进行双相标准差滤波处理,然后再对其进行基于组合结构元素的级联形态学滤波处理。对整个三维数据、行数据、列数据3个方面进行去噪效果分析。研究结果表明:双相标准差滤波法能够很好地滤除高信噪比情况下的脉冲噪声干扰,同时保持路表完整的三维图像细节;基于组合结构元素的级联形态学滤波在低信噪比情况下能有效滤除路表三维数据毛刺类背景噪声的干扰;将这2种滤波算法结合可使总噪声、行噪声、列噪声均获得比中值滤波更好的去噪效果。