基于三維激光技術(shù)的瀝青路面坑槽檢測技術(shù)研究

發(fā)布時間：2020-07-11 01:24

【摘要】：坑槽作為瀝青路面最主要的損壞類型,不僅對道路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,同時會對交通安全造成危害。隨著我國高速公路里程的不斷增長,交通量特別是重載交通量的持續(xù)快速增加,使得公路養(yǎng)護管理任務(wù)繁重而緊迫。全面綜合、可靠快速的掌握坑槽多維度指標(biāo)不僅能及時、有效的預(yù)防由坑槽引起的道路安全事故,還能為養(yǎng)護管理決策提供依據(jù);對于保障道路通行能力和服務(wù)水平,提升公路養(yǎng)護決策的科學(xué)化水平和養(yǎng)護資金使用效率具有重要意義。目前國內(nèi)廣泛采用單一的面積指標(biāo)衡量坑槽的嚴(yán)重程度,但由于坑槽成因的復(fù)雜性造成坑槽深度的多樣性,同一面積數(shù)值可能對應(yīng)不同的路面結(jié)構(gòu)層破壞程度,因而嚴(yán)重影響路面結(jié)構(gòu)層的損傷層位識別,同時也無法反映路面與車輛作用的真實情況,使得分析現(xiàn)有的坑槽面積檢測數(shù)據(jù)無法為管理者提供全面、真實、準(zhǔn)確的坑槽信息,制約了公路養(yǎng)護管理的科學(xué)化、精細化發(fā)展。本文通過大量相關(guān)資料和文獻,詳細闡釋了三維激光檢測系統(tǒng)的組成及原理,并根據(jù)設(shè)備自身的特點和參數(shù)構(gòu)建了三維激光室內(nèi)檢測系統(tǒng)與室外三維激光檢測車;分析了檢測過程中原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生缺失點與突變點的原因,開發(fā)了基于八鄰域填充法與閾值剔除法的異常點處理方法;基于異常值處理后的數(shù)據(jù),本文提出坑槽多維度指標(biāo)提取方法,并在室內(nèi)試驗中對該方法的準(zhǔn)確性與可重復(fù)性進行了驗證。在此基礎(chǔ)上,分析了激光線縱向間距對坑槽多維度指標(biāo)提取的誤差影響規(guī)律并給出了誤差回歸方程;對于實地坑槽檢測,利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對瀝青路面坑槽進行了有效識別,同時,為了提高坑槽多維度指標(biāo)提取的計算效率,采用OSTU圖像二值化方法與方向包圍盒確定坑槽特征區(qū)域。最后,利用上述方法對實地坑槽進行了檢測,其準(zhǔn)確性滿足工程要求;最后,借助MATLAB平臺編制了路面坑槽多維度特征參數(shù)提取軟件,實現(xiàn)了坑槽多維度特征參數(shù)的自動提取。基于三維激光建立的瀝青路面坑槽識別與多維度指標(biāo)提取方法,是對我國現(xiàn)有坑槽分析技術(shù)完善和補充。研究有助于我國瀝青路面病害檢測分析水平的提高,對推進公路養(yǎng)護管理的科學(xué)化、精細化建設(shè)具有重要的意義。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U418.6
【圖文】：