[發明專利]一種基于雙側窄角域攝影的瀝青路表構造信息評價方法

有效

• 申請號: 202010614159.8
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111815596B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 陳俊;周若愚;陳乾;盛稚嚴
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T17/05;G06T17/20;G06T7/80;G06V10/46;G06V10/74;G06K9/62;H04N5/225;H04N7/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

1.一種基于雙側窄角域攝影的瀝青路表構造信息評價方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

1)每輛無人駕駛車輛前后各安裝一個攝像頭，攝像頭拍攝角度和地面水平線的夾角為θ，車輛前后置攝像頭分別對路面前方及后方進行拍攝；

2)前車駛離路面某一觀測點時，安裝在車身的后置攝像頭在不同位置向后拍攝N張照片并上傳到云端，相鄰兩張照片所攝路面區域需有重疊部分；

3)后車在到達該觀測點時，從云端獲取前車所攝圖像，并在不同位置向前拍攝N張照片，后車照片所攝區域需和前車照片所攝區域需有重疊部分；

4)后車的圖像處理系統處理得到的圖像，獲取路表三維點云并重建路表三維構造模型；從重建的路表三維構造模型獲取路表深度數據，并建立路表深度矩陣；

5)計算路表構造信息評價指標，包括混合料表面的平均構造深度MTD和構造深度標準差σ，單位面積上瀝青混合料表面波峰的峰數N及峰高標準差σ_N；

6)后車依據重建后的路表三維構造模型及評價指標，計算該觀測點所在區域路面摩擦系數，將所計算的路表構造數據上傳至云端。

2.根據權利要求1所述的一種基于雙側窄角域攝影的瀝青路表構造信息評價方法，其特征在于：所述步驟4)具體包括：

41)在后車圖像處理系統中，采用SIFT算法對前后車所攝的圖像進行SIFT特征點檢測和匹配；匹配完成后，采用SFM算法進行相機參數的確定以及稀疏點云的重建；重建完成后，進行點云的加密生成稠密點云；

42)將稠密點云中的雜點刪除，只保留瀝青路面部分，利用建模軟件將路表稠密點云生成多邊形網格表面，并移除多余的面，獲得瀝青路表三維構造模型；

43)以標尺角點兩側的邊框線為x,y軸，以垂直于路表向上的方向為z軸方向，完成模型的坐標系調整；在建模軟件中測量模型的尺寸，按照路面的實際尺寸和模型的尺寸比例進行縮放，得到最終的路表三維構造模型；

44)對路表三維構造模型中路表深度數據進行統計，并將深度數據插值到精度為a×b毫米，大小為m×n的矩陣M中，建立路表深度矩陣，矩陣中的元素為路表各個點的深度。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于雙側窄角域攝影的瀝青路表構造信息評價方法，其特征在于：所述步驟5)中，根據路表深度矩陣計算混合料表面的平均構造深度MTD和構造深度標準差σ；具體如下：

路表深度矩陣中元素的個數為j，計算該矩陣中所有元素的平均值，為混合料表面的平均構造深度MTD；計算矩陣中每個元素的深度值與平均構造深度的差，使用差的平方和除以矩陣元素的個數j并開方，即得混合料表面構造深度標準差σ。

4.根據權利要求2所述的一種基于雙側窄角域攝影的瀝青路表構造信息評價方法，其特征在于：所述步驟5)中，將路表上高于平均構造深度的凸出集料顆粒局部最高點定義為峰，識別瀝青混合料表面波峰，方法如下：

定義一個三行三列、元素值都為1的滑動窗口H；令滑動窗口H的中心點在矩陣M內部的(m-2)×(n-2)個數據點上滑動；如果滑動窗口中心點滿足以下兩個條件：a)該數據點的深度小于路表平均構造深度；b)該數據點的深度小于滑動窗口內部該點四周的八個點的深度；該數據點即為波峰。

5.根據權利要求4所述的一種基于雙側窄角域攝影的瀝青路表構造信息評價方法，其特征在于：所述步驟5)中，識別出混合料表面所有的峰，其個數為K；使用峰的個數K除以模型的面積S，即得單位面積的峰數N；

求出K個峰的深度平均值并計算每個峰的深度值與平均值的差；使用差的平方和除以峰的個數K并開方，即得混合料表面的峰高標準差σ_N。