[发明专利]一种沥青路面拥包多维度特征指标识别方法

权利要求书

1.一种沥青路面拥包多维度特征指标识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用三维线激光检测设备对沥青路面拥包病害进行扫描，获取包含拥包形貌的原始三维线激光高程点云数据，并对原始三维线激光点云数据进行平滑，获得准确反映拥包三维形貌特征的高程点云数据；

步骤2：用准确反映拥包三维形貌特征的高程点云数据在每个检测横断面上逐个光滑连接得到拥包横断面，再将所有连续拥包横断面依次进行组合，重构出拥包的三维表面轮廓；

步骤3：建立拥包三维坐标系，具体为：在拥包附近找一能够将整个拥包包含在第一象限的路面点作为原点O；以道路中心线的垂线为横坐标，以道路中心至道路边线方向为坐标正向，用X表示；以道路纵向为纵坐标，以行车方向为坐标正向，用Y表示；垂直于水平面方向为高程方向，以向上为正向，用H表示，表示激光点云的数值大小；

步骤4：根据基于平滑数据重构的拥包三维表面轮廓，分析拥包病害的三维形貌特征，提取拥包多维度特征指标，拥包多维度特征指标包括拥包高度H_y、拥包宽度W_y、拥包长度L_y、拥包面积A_y、拥包体积V_y以及拥包行车坡度Φ_y；拥包高度H_y、拥包宽度W_y、拥包长度L_y、拥包面积A_y、拥包体积V_y以及拥包行车坡度Φ_y的计算方法如下：

拥包高度H_y：

H_y＝H_max-H_o (1)

式中，H_max为拥包的最高点的高程值，H_o为基准面的高程值；

拥包宽度W_y：

W_y＝MAX{(X₀₂-X₀₁)₁，…，(X₀₂-X₀₁)_i，…，(X₀₂-X₀₁)_a} (2)

式中，X₀₁、X₀₂为每个拥包横断面位于零等高线上的点的横坐标；X₀₁为接近原点的零高程点；X₀₂为远离原点的零高程点；(X₀₂-X₀₁)₁为第一个拥包横断面上两个零高程点间距；(X₀₂-X₀₁)_i为第i个拥包横断面上两个零高程点间距，a为拥包横断面的个数；

拥包长度L_y：

L_y＝MAX{(Y₀₂-Y₀₁)₁，…，(Y₀₂-Y₀₁)_j，…，(Y₀₂-Y₀₁)_b} (3)

式中，Y₀₁、Y₀₂为每个拥包纵面位于零等高线上的点的纵坐标；Y₀₁为接近原点的零高程点；Y₀₂为远离原点的零高程点；(Y₀₂-Y₀₁)₁为第一个拥包纵断面上两个零高程点间距；(Y₀₂-Y₀₁)_i为第j个拥包纵断面上两个零高程点间距；b为拥包纵断面的个数；

拥包面积A_y：

三维线激光的激光点横向间距是一定的，以激光点横向间距为单位，将拥包零等高线包围的闭合图形，即拥包面积分为n个纵向的条块，每个条块近似视为梯形，则拥包面积计算公式如下：

式中，式中X_i表示拥包面积范围内第i个纵断面的横坐标，(Y₀₂-Y₀₁)_i表示该纵断面上两个零高程点间距；

拥包体积V_y：

以等高面为切割面，将拥包分为m个薄梯台，薄梯台的上下表面为相邻等高线围成的闭合平面，拥包体积的计算公式如下：

式中，A_k表示沿H坐标正向第k个等高面，m为薄梯台的个数；

拥包行车坡度角Φ_y：

式中，H_maxi为第i个拥包纵断面上高程点最大值，l_i为H_maxi对应纵坐标与接近原点的零高程点纵坐标的距离，q表示拥包纵断面的个数

步骤5：以零等高线围成的水平面为基准面，计算沥青路面拥包病害的拥包多维度特征指标；

步骤6：根据拥包的多维度特征指标计算结果，分析拥包病害的严重程度，估计其对行车的影响范围，推算修补面积，推测拥包的成因。