基于深度相机的碎石撒布质量检测方法

在道路工程中,为了准确快速检测碎石封层施工中碎石的撒布质量,采用基于TOF原理的深度相机获取碎石封层表面的彩色图像和深度信息,基于最大类间方差法分析封层表面彩色图像,将图像分为前景背景两类,不断迭代计算类间方差,识别分离表面图像中的碎石颗粒与沥青,并基于形态学方法平滑处理碎石轮廓边缘,剔除小径颗粒,优化碎石轮廓,基于碎石轮廓的像素比计算碎石覆盖率。利用获取的深度信息直观地观察整个封层表面凹凸不平的起伏程度,对像素点深度信息进行卷积二重积分,构建碎石封层表面的空间曲面,计算碎石封层的路面构造深度。在实验室模拟直径9.5~19 mm的碎石颗粒撒布后的状态,搭建图像采集装置,分别在200 mm和300 mm高度获取碎石封层图像,对碎石封层图像进行识别,计算覆盖率,分析在不同高度下该方法的检测误差,并进行图像法深度信息检测与铺沙法检测结果的对比试验,验证路面构造深度检测方法的正确性和可行性。结果表明:利用深度相机采集碎石图像,基于最大类间方差法可准确地描绘识别出碎石轮廓,在不同高度下碎石覆盖率检测误差不大于2%;在同一路段,路面构造深度检测与铺沙法检测结果误差不超过3%,且可以保留封层表面的纹理与轮廓细节信息,能够快速检测分析碎石撒布质量。