[發明專利]一種優化雙相掃描路面的三維裂縫曲面輪廓檢測方法

有效

• 申請號: 201911069593.6
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110926359B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 馮笑然;高堯;李偉;郝雪麗;賈彭斐;王孟
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

本發明公開了一種優化雙相掃描路面的三維裂縫曲面輪廓檢測方法，首先對路面三維圖像數據矩陣進行濾波處理，得到去燥后的三維圖像數據矩陣I；將濾波后的三維數據矩陣按行排列，對矩陣中每行數據批量進行水平處理，得到數據矩陣I₁，再對矩陣中每列數據批量進行垂直處理，得到數據矩陣I₂，然后將兩個數據矩陣I₁和I₂,相加，得到矩陣I₃；過濾矩陣I₃，獲得僅包含裂縫信息I₄的二進制圖像；最后進行裂縫檢測定性分析和ROC曲線分析。該方法以曲線擬合與平滑操作相結合，利用平滑矩陣作為滑動窗算子對裂縫數據矩陣進行濾波，同時進行曲線擬合，得到PSP曲線。可以提高獲得路面曲面的精度。

技術領域

本發明屬于道路工程技術領域，涉及道路表面的檢測的方法，特別涉及一種優化雙相掃描路面的三維裂縫曲面輪廓檢測方法。

背景技術

隨著高速公路事業的蓬勃發展，傳統的路面裂縫二維檢測技術已經無法滿足路面管理系統、智能交通系統和日益完善的路面評價技術發展的需要，路面三維檢測技術正成為路面檢測發展的方向。近幾十年來，國內外研究人員一直追求高效、準確的路面裂縫自動檢測與識別方法。隨著科技的進步以及對路面裂縫檢測要求的提高，改進的裂縫檢測算法不斷出現。國內外的裂縫檢測技術大都是采用CCD(電荷耦合器件)攝像機獲取路面圖像，然后對采集到的二維圖像進行后續處理來識別裂縫。由于二維圖像采集系統硬件條件的限制以及外界光照的影響，使得采集到的圖像中裂縫與背景的對比度低，信息量少，存在大量隨機分布的噪聲、油污、樹的陰影、黑斑等雜物，給裂縫識別帶來極大干擾，并且后續算法的運算量較大，準確率低，穩定性差，不利于大量路面圖像的處理。三維裂縫識別技術是一個新興領域，相比于二維圖像裂縫識別技術，它所使用的數據是三維數據，由于三維數據的采集具有不受光照、油污等影響的顯著優勢，其采集到的數據更為充足、準確。因此三維裂縫識別的準確率和穩定性均更好。目前，關于三維裂縫識別技術的研究有：Huang等提出了一種基于裂縫基本元素(CFE)的多尺度裂縫分類方法；Tsai等提出了一種基于3D激光技術的不同光照和低對比度情況下瀝青路面裂縫精確評估方法；Peng等提出了一種基于1mm分辨率的三維路面圖像多目標聚類自動裂縫檢測方法。

現有的路面裂縫三維檢測技術，是基于光學三維信息獲取裂縫的深度信息。然而，目前已經開發的基于圖像的路面裂縫檢測方法，要么是基于二維圖像，要么使用捕獲的3D圖像，裂縫檢測結果通常不太令人滿意。

由于目前三維裂縫檢測方法精度的相對較低，以及人們對裂縫采集的高精度需求，因此，研發一種新的路面三維裂縫圖像檢測方法，以提高對裂縫的檢測精度，是申請人關注的課題之一。

發明內容

針對上述車輛駕駛期間利用激光收集數據過程中存在缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種優化雙相掃描路面的三維裂縫曲面輪廓檢測方法。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種優化雙相掃描路面的三維裂縫曲面輪廓檢測方法，其特征在于，該方法首先對路面三維圖像數據矩陣進行濾波處理，得到去燥后的三維圖像數據矩陣I；將濾波后的三維數據矩陣I按行排列，對三維數據矩陣I中每行數據批量進行水平處理，得到數據矩陣I₁，再對三維數據矩陣I中每列數據批量進行垂直處理，得到數據矩陣I₂，然后將兩個數據矩陣I₁和I₂，相加，得到矩陣I₃；過濾矩陣I₃，獲得僅包含裂縫信息I₄的二進制圖像；最后進行裂縫檢測定性分析和ROC曲線分析。

根據本發明，所述的過濾矩陣I₃按以下方法進行：