[发明专利]一种优化双相扫描路面的三维裂缝曲面轮廓检测方法

说明书

本发明公开了一种优化双相扫描路面的三维裂缝曲面轮廓检测方法，首先对路面三维图像数据矩阵进行滤波处理，得到去燥后的三维图像数据矩阵I；将滤波后的三维数据矩阵按行排列，对矩阵中每行数据批量进行水平处理，得到数据矩阵I₁，再对矩阵中每列数据批量进行垂直处理，得到数据矩阵I₂，然后将两个数据矩阵I₁和I₂,相加，得到矩阵I₃；过滤矩阵I₃，获得仅包含裂缝信息I₄的二进制图像；最后进行裂缝检测定性分析和ROC曲线分析。该方法以曲线拟合与平滑操作相结合，利用平滑矩阵作为滑动窗算子对裂缝数据矩阵进行滤波，同时进行曲线拟合，得到PSP曲线。可以提高获得路面曲面的精度。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，涉及道路表面的检测的方法，特别涉及一种优化双相扫描路面的三维裂缝曲面轮廓检测方法。

背景技术

随着高速公路事业的蓬勃发展，传统的路面裂缝二维检测技术已经无法满足路面管理系统、智能交通系统和日益完善的路面评价技术发展的需要，路面三维检测技术正成为路面检测发展的方向。近几十年来，国内外研究人员一直追求高效、准确的路面裂缝自动检测与识别方法。随着科技的进步以及对路面裂缝检测要求的提高，改进的裂缝检测算法不断出现。国内外的裂缝检测技术大都是采用CCD(电荷耦合器件)摄像机获取路面图像，然后对采集到的二维图像进行后续处理来识别裂缝。由于二维图像采集系统硬件条件的限制以及外界光照的影响，使得采集到的图像中裂缝与背景的对比度低，信息量少，存在大量随机分布的噪声、油污、树的阴影、黑斑等杂物，给裂缝识别带来极大干扰，并且后续算法的运算量较大，准确率低，稳定性差，不利于大量路面图像的处理。三维裂缝识别技术是一个新兴领域，相比于二维图像裂缝识别技术，它所使用的数据是三维数据，由于三维数据的采集具有不受光照、油污等影响的显著优势，其采集到的数据更为充足、准确。因此三维裂缝识别的准确率和稳定性均更好。目前，关于三维裂缝识别技术的研究有：Huang等提出了一种基于裂缝基本元素(CFE)的多尺度裂缝分类方法；Tsai等提出了一种基于3D激光技术的不同光照和低对比度情况下沥青路面裂缝精确评估方法；Peng等提出了一种基于1mm分辨率的三维路面图像多目标聚类自动裂缝检测方法。

现有的路面裂缝三维检测技术，是基于光学三维信息获取裂缝的深度信息。然而，目前已经开发的基于图像的路面裂缝检测方法，要么是基于二维图像，要么使用捕获的3D图像，裂缝检测结果通常不太令人满意。

由于目前三维裂缝检测方法精度的相对较低，以及人们对裂缝采集的高精度需求，因此，研发一种新的路面三维裂缝图像检测方法，以提高对裂缝的检测精度，是申请人关注的课题之一。

发明内容

针对上述车辆驾驶期间利用激光收集数据过程中存在缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种优化双相扫描路面的三维裂缝曲面轮廓检测方法。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种优化双相扫描路面的三维裂缝曲面轮廓检测方法，其特征在于，该方法首先对路面三维图像数据矩阵进行滤波处理，得到去燥后的三维图像数据矩阵I；将滤波后的三维数据矩阵I按行排列，对三维数据矩阵I中每行数据批量进行水平处理，得到数据矩阵I₁，再对三维数据矩阵I中每列数据批量进行垂直处理，得到数据矩阵I₂，然后将两个数据矩阵I₁和I₂，相加，得到矩阵I₃；过滤矩阵I₃，获得仅包含裂缝信息I₄的二进制图像；最后进行裂缝检测定性分析和ROC曲线分析。

根据本发明，所述的过滤矩阵I₃按以下方法进行：