基于支持向量機和探地雷達技術(shù)的公路淺層病害檢測研究
發(fā)布時間：2021-08-22 00:29
公路淺層病害不僅會影響公路的運輸性能,同時會降低公路的使用年限。這類淺層病害位于公路結(jié)構(gòu)層中,具有一定的隱蔽性,而且國內(nèi)目前常規(guī)檢測手段普遍存在著檢測效率低、評價結(jié)果不全面、嚴重依賴人工檢驗等問題。因此,亟待開發(fā)出一種高效、準確的公路淺層病害自動檢測識別系統(tǒng),以解決上述問題。綜上所述,本文提出了一種基于模式識別和探地雷達檢測的公路淺層缺陷識別方法。本文的主要研究工作如下:（1）通過對比鉆芯取樣、超聲波檢測及探地雷達檢測等技術(shù)的優(yōu)劣,將高效、準確、無損的探地雷達檢測技術(shù)作為本文的研究工具。（2）對探地雷達的基本原理及相關(guān)設備和軟件進行介紹,依據(jù)電磁波的傳播原理、探地雷達成像技術(shù)及常見病害的形成原因,討論分析裂縫、脫空及沉陷三種道路病害在探地雷達中的成像特征。（3）通過對圖像預處理技術(shù)的研究,對比分析了中值濾波、均值濾波及高斯濾波的優(yōu)劣進而選擇降噪效果優(yōu)良的高斯濾波作為降噪方法;利用Canny算子作為邊緣檢測手段,同時結(jié)合圖像形態(tài)學處理將目標以外的信息剔除,最終利用投影分割算法將目標圖像分割出來。（4）提取了病害圖像的面積、復雜度、紋理特征、七個不變矩等29個原始特征,并通過K-L算法將原...
【文章來源】：華北水利水電大學河南省
【文章頁數(shù)】：62 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
探地雷達探測過程
圖 2-2 缺陷反射回波在探地雷達上的成像Fig.2-2 Image of flaw reflection echo on GPR達檢測精度的參數(shù)地雷達通常采用空氣耦合式探地雷達，其檢測精度常數(shù)的差異等條件影響，因此研究這些影響因素對]。率，電磁波的頻率和波長成反比，由于探地雷達的因此電磁波的波長越長探地雷達所能檢測到的最探地雷達的分辨率就越高，檢測精度隨之提升。的衰減越快，探測深度也就越低[39]。有相關(guān)學者通如下：max4 2min3 4max max64adrb nr Tx Rx Tx RxPeP G G dσ λη η π = 分別代表最小信號功率和最大功率；TxG 、RxG 代λ 表示雷達電磁波中心頻率的波長；
的 SIR 系列；瑞典 MALA 公司的 RAMAC 系列以及一些其他的設備廠家生產(chǎn)如 EKKO、GDE、ERA、NTT 等。國內(nèi)的探地雷達設備的研究后來居上，有很品，如中電科集團二十二所的 LTD 雷達系列、北京康科瑞工程公司所研制的工程雷達等。從各類設備的類型來看，探地雷達系統(tǒng)逐漸從通用型發(fā)展到專業(yè)主要演變成，為解決某一類具體問題而開發(fā)，如專用的公路雷達用于檢測路面害；專用的地質(zhì)雷達可檢測地下礦物。本文采用的探地雷達設備為中國電科集團二十二所研發(fā)的 LTD-2100 型探地雷該系統(tǒng)的主要組成為：900MHz 屏蔽式天線、數(shù)據(jù)采集主機、計算機、數(shù)據(jù)電采用的數(shù)據(jù)采集和處理軟件為 IDSP6，其操作頁面如圖 2-3 所示，主要功能為采集到的二進制探地雷達原始數(shù)據(jù)進行處理得到其相應的測試圖像，同時可以校正、歸一化處理以及小波濾波等技術(shù)手段對數(shù)據(jù)進行降噪預處理，使目標更從而提高數(shù)據(jù)的可讀性。軟件以標準橫斷面格式展示了探地雷達反射數(shù)據(jù)，橫了位置，縱軸上標出了深度和時間。深度軸假設速度恒定，記為 C光（約8m/s）。根據(jù)可用的路面數(shù)據(jù)以及從裂縫等其他穿越路面結(jié)構(gòu)的線性物體上散布的擬合來確定目標深度。探地雷達截面可以看作是沿道路方向的深度剖面。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于改進多尺度LBP算法的肝臟CT圖像特征提取方法[J]. 劉曉虹,朱玉全,劉哲,宋余慶,朱彥,袁德琪. 計算機科學. 2019(03)
[2]基于自適應動態(tài)改變的粒子群優(yōu)化算法[J]. 仝秋娟,趙豈,李萌. 微電子學與計算機. 2019(02)
[3]基于灰度識別的獼猴桃形狀疤痕圖像紋理特征提取方法[J]. 紀娜,何國榮. 自動化與儀器儀表. 2019(01)
[4]SVM一對一多分類的圖像反饋檢索優(yōu)化[J]. 王沖,馬曉楠,宋冬慧. 計算機工程與設計. 2019(01)
[5]巖溶區(qū)富水破碎帶探地雷達頻譜特征研究[J]. 吳昊,楊曉華,溫世儒. 公路交通科技. 2018(12)
[6]HTS算法與GRNN、SVM耦合模型在徑流預測中的應用[J]. 崔東文,郭榮. 華北水利水電大學學報(自然科學版). 2018(05)
[7]基于小波分解的優(yōu)化支持向量機模型在水庫年徑流預測中的應用[J]. 周婷,夏萍,胡宏祥,金菊良. 華北水利水電大學學報(自然科學版). 2018(03)
[8]探地雷達在上林湖越窯遺址水下考古中的應用[J]. 覃譚,趙永輝,林國聰,胡書凡,安聰,耿德祥,饒椿鋒. 物探與化探. 2018(03)
[9]公路結(jié)構(gòu)和介電特性對探地雷達反射回波的影響研究[J]. 尹德,葉盛波,張經(jīng)緯,劉晉偉,劉小軍. 電子測量技術(shù). 2018(05)
[10]結(jié)構(gòu)識別引導下的紋理抑制圖像平滑[J]. 邵歡,傅辛易,劉春曉,伍敏,龔辰,余宗杰. 中國圖象圖形學報. 2017(10)
博士論文
[1]隨機等效介質(zhì)探地雷達探測技術(shù)和參數(shù)反演[D]. 李靜.吉林大學 2014
[2]探地雷達信號分辨率提高方法研究[D]. 張麗麗.吉林大學 2012
[3]基于Maxwell方程正反演的混凝土無損檢測方法[D]. 丁亮.哈爾濱工業(yè)大學 2011
碩士論文
[1]基于SVM的高速公路路面淺層病害的自動檢測算法研究[D]. 王衛(wèi)平.南昌大學 2009
[2]基于探地雷達的水泥混凝土路面板底脫空檢測技術(shù)[D]. 柴福斌.長安大學 2009
[3]超寬帶探地雷達探測性能及數(shù)據(jù)處理方法研究[D]. 李文超.成都理工大學 2007
本文編號：3356631
【文章來源】：華北水利水電大學河南省
【文章頁數(shù)】：62 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
探地雷達探測過程
圖 2-2 缺陷反射回波在探地雷達上的成像Fig.2-2 Image of flaw reflection echo on GPR達檢測精度的參數(shù)地雷達通常采用空氣耦合式探地雷達，其檢測精度常數(shù)的差異等條件影響，因此研究這些影響因素對]。率，電磁波的頻率和波長成反比，由于探地雷達的因此電磁波的波長越長探地雷達所能檢測到的最探地雷達的分辨率就越高，檢測精度隨之提升。的衰減越快，探測深度也就越低[39]。有相關(guān)學者通如下：max4 2min3 4max max64adrb nr Tx Rx Tx RxPeP G G dσ λη η π = 分別代表最小信號功率和最大功率；TxG 、RxG 代λ 表示雷達電磁波中心頻率的波長；
的 SIR 系列；瑞典 MALA 公司的 RAMAC 系列以及一些其他的設備廠家生產(chǎn)如 EKKO、GDE、ERA、NTT 等。國內(nèi)的探地雷達設備的研究后來居上，有很品，如中電科集團二十二所的 LTD 雷達系列、北京康科瑞工程公司所研制的工程雷達等。從各類設備的類型來看，探地雷達系統(tǒng)逐漸從通用型發(fā)展到專業(yè)主要演變成，為解決某一類具體問題而開發(fā)，如專用的公路雷達用于檢測路面害；專用的地質(zhì)雷達可檢測地下礦物。本文采用的探地雷達設備為中國電科集團二十二所研發(fā)的 LTD-2100 型探地雷該系統(tǒng)的主要組成為：900MHz 屏蔽式天線、數(shù)據(jù)采集主機、計算機、數(shù)據(jù)電采用的數(shù)據(jù)采集和處理軟件為 IDSP6，其操作頁面如圖 2-3 所示，主要功能為采集到的二進制探地雷達原始數(shù)據(jù)進行處理得到其相應的測試圖像，同時可以校正、歸一化處理以及小波濾波等技術(shù)手段對數(shù)據(jù)進行降噪預處理，使目標更從而提高數(shù)據(jù)的可讀性。軟件以標準橫斷面格式展示了探地雷達反射數(shù)據(jù)，橫了位置，縱軸上標出了深度和時間。深度軸假設速度恒定，記為 C光（約8m/s）。根據(jù)可用的路面數(shù)據(jù)以及從裂縫等其他穿越路面結(jié)構(gòu)的線性物體上散布的擬合來確定目標深度。探地雷達截面可以看作是沿道路方向的深度剖面。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于改進多尺度LBP算法的肝臟CT圖像特征提取方法[J]. 劉曉虹,朱玉全,劉哲,宋余慶,朱彥,袁德琪. 計算機科學. 2019(03)
[2]基于自適應動態(tài)改變的粒子群優(yōu)化算法[J]. 仝秋娟,趙豈,李萌. 微電子學與計算機. 2019(02)
[3]基于灰度識別的獼猴桃形狀疤痕圖像紋理特征提取方法[J]. 紀娜,何國榮. 自動化與儀器儀表. 2019(01)
[4]SVM一對一多分類的圖像反饋檢索優(yōu)化[J]. 王沖,馬曉楠,宋冬慧. 計算機工程與設計. 2019(01)
[5]巖溶區(qū)富水破碎帶探地雷達頻譜特征研究[J]. 吳昊,楊曉華,溫世儒. 公路交通科技. 2018(12)
[6]HTS算法與GRNN、SVM耦合模型在徑流預測中的應用[J]. 崔東文,郭榮. 華北水利水電大學學報(自然科學版). 2018(05)
[7]基于小波分解的優(yōu)化支持向量機模型在水庫年徑流預測中的應用[J]. 周婷,夏萍,胡宏祥,金菊良. 華北水利水電大學學報(自然科學版). 2018(03)
[8]探地雷達在上林湖越窯遺址水下考古中的應用[J]. 覃譚,趙永輝,林國聰,胡書凡,安聰,耿德祥,饒椿鋒. 物探與化探. 2018(03)
[9]公路結(jié)構(gòu)和介電特性對探地雷達反射回波的影響研究[J]. 尹德,葉盛波,張經(jīng)緯,劉晉偉,劉小軍. 電子測量技術(shù). 2018(05)
[10]結(jié)構(gòu)識別引導下的紋理抑制圖像平滑[J]. 邵歡,傅辛易,劉春曉,伍敏,龔辰,余宗杰. 中國圖象圖形學報. 2017(10)
博士論文
[1]隨機等效介質(zhì)探地雷達探測技術(shù)和參數(shù)反演[D]. 李靜.吉林大學 2014
[2]探地雷達信號分辨率提高方法研究[D]. 張麗麗.吉林大學 2012
[3]基于Maxwell方程正反演的混凝土無損檢測方法[D]. 丁亮.哈爾濱工業(yè)大學 2011
碩士論文
[1]基于SVM的高速公路路面淺層病害的自動檢測算法研究[D]. 王衛(wèi)平.南昌大學 2009
[2]基于探地雷達的水泥混凝土路面板底脫空檢測技術(shù)[D]. 柴福斌.長安大學 2009
[3]超寬帶探地雷達探測性能及數(shù)據(jù)處理方法研究[D]. 李文超.成都理工大學 2007
本文編號：3356631
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