[发明专利]一种路面裂缝识别和特征提取算法及系统

说明书

技术领域

本发明属于道路工程领域，具体涉及一种路面裂缝识别和特征提取算法及系统。

背景技术

根据我国的《公路养护技术规范》，我国高速公路路面评价内容包括四部分，即道路路面的平整度(行驶舒适度)、路面破损(路面破损状况指数)、弯沉(路面的结构强度)和抗滑性能(安全性)。其中，路面破损状况指数(PCI)是决策养护方案的最重要的数据，它不仅反映了路面结构的完好程度，又直接影响道路的服务寿命，为了了解和掌握路面使用性能的衰变情况，以便及时采用相应的养护和改善措施，延缓其衰变或恢复其使用性能，就必须对路面破损状况进行正确的检测，这是科学预测路面使用性能、合理制定养护维修计划、进行投资决策的重要依据之一，是路面养护中最重要的环节。而路面裂缝类病害作为路面破损状况检测的一项重要内容，其自动化检测一直是公路路面破损检测的热点和难点。

目前，国内外的路面裂缝检测技术大都是采用CCD摄像机获取路面图像，然后对采集到的二维图像进行处理来识别路面裂缝，进而对路面裂缝的类别进行判断并提取裂缝的特征信息。但是，该方法中采集到的二维图像往往会受到周围环境条件(如路面光照、油污、建筑物以及树的影子等)的影响，使得基于二维图像的路面裂缝检测受到很大的干扰，大大影响路面裂缝识别以及后续的裂缝特征提取的准确度，因此，研究一种受环境影响较小而检测精确高，且效率高的路面裂缝特征提取算法及系统是很有必要的。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的一个目的在于，提供一种路面裂缝识别和特征提取算法。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种路面裂缝识别和特征提取算法，包括如下步骤：

步骤1：读取路面三维数据矩阵；

步骤2：对路面三维数据矩阵进行去噪处理，得到去噪后的路面三维数据矩阵；

步骤3：由去噪后的路面三维数据矩阵识别路面裂缝，得到最终裂缝图像；

步骤4：从最终裂缝图像中提取裂缝种子点并进行区域生长，得到裂缝二值化图像。

步骤5：将步骤4得到的裂缝二值化图像中的裂缝用多个相同的正方形标定，然后用矩形框将所有正方形框入其中且矩形框满足面积最小。

步骤6：按照矩形框的对角线与水平方向的夹角分类裂缝：夹角在[0,π/4]内的裂缝为横向裂缝，否则为纵向裂缝；计算矩形框的对角线长度作为裂缝的长度，计算矩形框的面积作为裂缝区域的面积。

进一步的，所述步骤1中所述的路面三维数据矩阵O_m×n如下：