[發明專利]基于多點檢測數據的車轍橫斷面類型識別與指標提取方法

有效

• 申請號: 201810400475.8
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108710730B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 高英;彭俊
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01C7/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張婧

本發明公開了一種基于多點檢測數據的車轍橫斷面類型識別與指標提取方法，包括如下步驟：對車轍橫斷面進行數據檢測，獲取車轍橫斷面離散點初始高程數據，并將車轍橫斷面進行調平處理；(2)、對調平后離散點的豎向高程進行數據分析，尋找極大值點作為路表凸起點，極小值點作為路表凹陷點；(3)、基于路表凸起點和路表凹陷點的高程數據對橫斷面進行分類識別；(4)、基于車轍斷面的分類進行車轍正負面積、車轍深度、填充面積以及轍槽側壁寬高比的計算。本發明可有效解決目前車轍狀態評價中缺乏車轍橫斷面形態類別信息以及特征指標的提取與計算，忽視道路橫斷面形態對車轍指標提取的影響以及車轍指標提取可能因路面形態不同而產生誤差等問題。

技術領域

本發明涉及道路檢測技術領域中的車轍橫斷面類型識別，尤其涉及基于多點檢測數據的車轍橫斷面類型識別與指標提取方法。

背景技術

瀝青路面因其良好的行車舒適性、優良的使用性能和維修方便，是我國高速公路最主要的路面類型。然而隨著經濟高速發展，交通量迅猛增長，重載及超載的情況加劇，瀝青路面的損壞現象也日趨嚴重。

車轍是瀝青路面的主要病害之一。據統計大約80％的瀝青路面維修養護是由于路面車轍變形，與水損害和路面裂縫等其他病害相比，路面車轍的危害性最大。路面上車轍的危害主要包括路面結構與行車兩大方面。就路面結構與質量而言，車轍的存在使得輪跡處瀝青層厚度變薄，削弱了面層及其路面結構的整體強度，從而易于引起其他病害，同時輪跡凹陷處容易積水，進而引發水損害等其他病害。就行車安全性而言，路面表面過量的變形會導致路面平整度的降低從而影響行車舒適性；車轍轍槽壁傾角與豎向高程差使得車輛在超車或變換車道時會受到橫向的作用力以及短時間內縱向的高差變化，影響車輛的操縱穩定性；雨雪天氣車轍內容易積水結冰降低路面的抗滑能力，車輛出現漂滑，影響高速行車的安全性。

目前國內外使用最廣泛的車轍評價指標是車轍深度，基于上述車轍對于路面質量與行車的危害性，僅僅使用車轍深度不能全面的反映車轍的上述危害，因此，國內外的一些學者基于養護管理與行車安全提出了相應的一些指標，如基于養護管理的橫向斷面正面積，負面積，填充面積，正負面積比；基于行車安全的車轍轍槽深度RD，轍槽頂部水平最大寬度，最大可能積水寬度，轍槽底部寬度，車轍轍槽壁傾角等等。但由于當時路面檢測技術發展的限制，道路橫斷面形狀的獲取存在精度與準確性的問題，同時也難以大批量密集的采取道路橫斷面形狀數據，這些指標更多的是從理論上進行分析以及少量數據的驗證，車轍指標的提取難以實現大數據量的自動提取。近年來，隨著檢測技術的不斷進步，車轍的檢測也經歷了人工測量，半人工測量到自動化測量的發展歷程，車轍檢測數據也由單一的僅能提供車轍深度到現在的能夠連續獲得道路橫斷面形狀數據。目前車轍深度自動化檢測設備普遍基于多點激光技術開發，該技術是目前國內外應用最廣泛的車轍檢測技術，其優點是能夠快速、無損、連續的獲取車轍橫斷面數據，過去的選取部分斷面觀測車轍橫斷面形狀，人工計算車轍指標的方式便不能滿足大量數據的車轍指標提取工作了，因此基于MATLAB自動化的車轍形狀識別與車轍指標提取即成為必要。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種可解決目前車轍狀態評價中缺乏車轍橫斷面形態類別信息以及特征指標的提取與計算問題的基于多點檢測數據的車轍橫斷面類型識別與指標提取方法。

技術方案：為實現以上目的，本發明所述的一種基于多點檢測數據的車轍橫斷面類型識別與指標提取方法，包括如下步驟：

(1)、對車轍橫斷面進行數據檢測，獲取車轍橫斷面離散點初始高程數據，其中各離散點橫坐標為(x₁,x₂,x₃,x₄,...x_n)，豎向高程為(y₁,y₂,y₃,y₄,...y_n)，并將車轍橫斷面進行調平處理，得到調平后離散點的橫坐標和豎向高程(Y₁,Y₂,Y₃,Y₄,...Y_n)；