[發明專利]一種基于車載激光掃描點云的路面瀝青厚度檢測方法

在審

• 申請號: 201610008802.6
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105627938A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 賈宏;李軍;賈福凱
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G06T7/00
• 代理公司: 深圳市合道英聯專利事務所(普通合伙) 44309
• 代理人: 劉輝;廉紅果

1.一種基于車載激光掃描點云的路面瀝青厚度檢測方法，其特征在于：包 括以下步驟：

S1、利用搭載有移動激光掃描系統的采集車獲取市政改造道路鋪瀝青前的 裸路面和鋪瀝青后的瀝青路面的兩組三維點云數據；

S2、在兩組數據中選取相同的、具有明顯拐點特征的路邊廣告牌、建筑等 不動目標，用以粗配準兩組點云數據到同一坐標系下；

S3、利用基于路肩的路面提取算法分別檢測兩組點云數據的路面點；

S4、對于兩組點云數據中對應的路面數據塊，利用提取的路肩點及擬合的 路肩線對其進行精配準；

S5、對融合后的路面數據塊，利用隨機采樣一致性算法擬合每一分塊內兩 個路面的平面特征；

S6、計算每一路面分塊的瀝青厚度和土方用量，進而獲得整段改造道路瀝 青厚度的分布情況和土方總量。

2.如權利要求1所述的一種基于車載激光掃描點云的路面瀝青厚度檢測方 法，其特征在于：所述步驟S2具體包括以下分步驟：

S21、在兩組點云數據中選取4組不動目標對應的點對作為轉換基點；

S22、利用該4組轉換基點，計算坐標轉換方程中的七參數；

S23、通過轉換方程將兩組點云數據粗配準在同一坐標系下。

3.如權利要求2所述的一種基于車載激光掃描點云的路面瀝青厚度檢測方 法，其特征在于：所述步驟S3具體包括以下分步驟：

S31、將原始點云數據沿行車軌跡的方向均勻分割成一組點云塊；

S32、對于每個點云塊，沿垂直于行車軌跡的方向切分出一個點云剖片，并 從點云剖片上提取路肩點；

S33、對所有路沿點進行擬合，得到路肩線；

S34、對原始點云數據沿路肩線進行分割，得到路面點云數據。

4.如權利要求3所述的一種基于車載激光掃描點云的路面瀝青厚度檢測方 法，其特征在于：所述步驟S5具體包括以下分步驟：

S51、將融合后精配準的兩組點云數據塊，分割成4X4的網格，對每一網 格內的路面點云數據做如下處理。

S52、在初始點云中隨機選擇三個點，直接計算其對應平面方程 ax+by+z＝d，然后計算點云中所有點到該平面的距離，d_i＝|ax_i+by_i+z_i-d|；

S53、選取閾值t，若某點到該平面的距離d_i≤t則被認為是內點，否則為無 效數據，并統計得出此平面內點的個數N；

S54、重復以上步驟，迭代k次，比較并選取含有內點最多平面；

S55、根據特征值法以最多的內點重新進行平面擬合，得出最終擬合平面方 程。

5.如權利要求4所述的一種基于車載激光掃描點云的路面瀝青厚度檢測方 法，其特征在于，所述步驟S6具體包括以下子步驟：

S61、利用擬合后兩個平面結構的平面方程，計算每一網格內路面的瀝青厚 度；

S62、計算每一分塊中網格內兩個平面結構之間的夾角，公式如下：

θ=cos-1(||F1F2||||F1||||F2||)]]>

其中，F₁和F₂是兩個平面的法向量；

S63、設定一個夾角閾值θ_t＝5°，如果θ＜θ_t，認為兩個平面結構平行，則該 路面網格的土方計算公式如下：

v＝lwh

其中，v為該路面網格的土方，l為該網格的長度，w為該網格的寬 度，h為該路面網格瀝青的厚度；

S64、如果θ≥θ_t，認為網格內的兩個路面具有不平行的平面擬合結構，用 如下公式計算該路面網格的土方：

v=lw4(h1+h2+h3+h4).]]>

其中，h₁、h₂、h₃、h₄分別為網格內四條側邊對應的邊長；

S65、改造路段所用瀝青的土方總量的計算公式為：V＝Σ_i,jv。