[發明專利]基于斷面局部極值及分段稀疏的三維路面裂縫提取方法

在審

• 申請號: 202010738479.4
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111968079A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 張德津;曹民;桂容;林紅;田霖
• 申請（專利權）人: 武漢武大卓越科技有限責任公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李文清

1.一種基于斷面局部極值及分段稀疏的三維路面裂縫提取方法，其特征在于，包括：

獲取路面的線掃描三維數據，根據所述線掃描三維數據中任一實際橫斷面的高程數據中相鄰兩點的高程差值，獲取該實際橫斷面的局部高程極大值點和局部高程極小值點，將所述局部高程極大值點和局部高程極小值點作為極值點；

選擇所述極值點進行刪除，使得保留的極值點按照坐標從小到大的順序呈現局部高程極大值點和局部高程極小值點交叉排列；對保留的極值點中的異常極值點進行刪除，將保留的極值點中連續的極值點構成的線段作為極值穩定段；

從所述極值穩定段中選擇多個點作為稀疏點，對所述稀疏點中的異常稀疏點進行刪除，將保留的稀疏點作為穩定置信點；若相鄰兩個穩定置信點之間的距離大于預設距離，則在所述相鄰兩個穩定置信點之間補充置信點，將補充的置信點和所有穩定置信點構成該實際橫斷面的穩定置信點集；

對所述穩定置信點集中置信點間的缺失點進行插值，獲取該實際橫斷面對應的理想橫斷面，對所述理想橫斷面進行濾波，獲取所述理想橫斷面的參考輪廓，根據該實際橫斷面與所述參考輪廓之間的高程差值從該實際橫斷面中選擇疑似裂縫點，根據所述線掃描三維數據中所有實際橫斷面的疑似裂縫點提取所述路面中的裂縫。

2.根據權利要求1所述的基于斷面局部極值及分段稀疏的三維路面裂縫提取方法，其特征在于，根據所述線掃描三維數據中任一實際橫斷面的高程數據中相鄰兩點的高程差值，獲取該實際橫斷面的局部高程極大值點和局部高程極小值點，將所述局部高程極大值點和局部高程極小值點作為極值點；選擇所述極值點進行刪除，使得保留的極值點按照坐標從小到大的順序呈現局部高程極大值點和局部高程極小值點交叉排列的步驟包括：

將任一實際橫斷面的高程數據中當前點的高程減去當前點的后一個點的高程，獲取第一差值；

將當前點的前一個點的高程減去當前點的高程，獲取第二差值；

若所述第一差值大于0且所述第一差值與所述第二差值的乘積小于0，則將當前點作為局部高程極大值點；

若所述第一差值小于0且所述第一差值與所述第二差值的乘積小于0，則將當前點作為局部高程極小值點；將所述極值點按照坐標從小到大的順序進行排序；

將排序結果中任一極值點的高程減去該極值點的后一個極值點的高程，獲取第三差值，并將所述第三差值按照所述第三差值對應的兩個極值點中前一個極值點的坐標從小到大的順序進行排序；

若排序結果中連續兩個第三差值同為正，則刪除所述連續兩個第三差值中后面一個第三差值對應的兩個極值點中前一個極值點；若排序結果中連續兩個第三差值同為負，則刪除所述連續兩個第三差值中前面一個第三差值對應的兩個極值點中前一個極值點，使得排序結果中保留的極值點按照坐標從小到大的順序呈現局部高程極大值點和局部高程極小值點交叉排列。

3.根據權利要求1所述的基于斷面局部極值及分段稀疏的三維路面裂縫提取方法，其特征在于，對保留的極值點中的異常極值點進行刪除的步驟包括：

對保留的極值點按照坐標從小到大的順序進行排序；

將排序結果中任一極值點減去該極值點的后一個極值點，獲取第四差值；

對所述第四差值進行統計，獲取所述第四差值的直方圖分布；

將所述直方圖分布中左端和右端預設比例的第四差值對應的極值點作為異常極值點進行刪除。

4.根據權利要求1-3任一所述的基于斷面局部極值及分段稀疏的三維路面裂縫提取方法，其特征在于，從所述極值穩定段中選擇多個點作為稀疏點，對所述稀疏點中的異常稀疏點進行刪除的步驟包括：

將所述極值穩定段的第一個點和最后一個點作為稀疏點；

若所述極值穩定段的長度超過預設長度，則從所述極值穩定段中每隔所述預設長度取一個點作為稀疏點；

對所述稀疏點按照坐標從小到大的順序進行排序；

將排序結果中任一稀疏點減去該稀疏點的后一個稀疏點，獲取第五差值；

對所述第五差值進行統計，獲取所述第五差值的直方圖分布；

將所述直方圖分布中左端和右端預設比例的第五差值對應的稀疏點作為異常稀疏點進行刪除。