本文關(guān)鍵詞：弱標(biāo)定激光結(jié)構(gòu)光公路平整度在線測(cè)量方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著高速公路建設(shè)的快速發(fā)展,公路檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)管理已成為我國(guó)公路建設(shè)領(lǐng)域的重要任務(wù)。公路平整度是評(píng)價(jià)路面質(zhì)量最重要的參數(shù)之一,直接影響著公路使用壽命和行車安全。早期的公路平整度檢測(cè)方法主要有直尺測(cè)量法等人工測(cè)量方法,速度慢,誤差大。隨著激光測(cè)量技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了以位移傳感器或加速度傳感器為主的車載式激光平整度儀,但屬于稀疏點(diǎn)測(cè)量,并不能完整反映路面縱斷面的波動(dòng)狀況,且相關(guān)設(shè)備價(jià)格昂貴。結(jié)構(gòu)光測(cè)量是一種基于光學(xué)三角測(cè)量原理的非接觸式測(cè)量技術(shù),在公路平整度測(cè)量中已逐漸獲得應(yīng)用,但現(xiàn)有系統(tǒng)存在標(biāo)定復(fù)雜且成本較高的問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題,論文開(kāi)展了兩方面的研究工作。首先,我們發(fā)現(xiàn)公路平整度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法約束下的橫切面平整度與系統(tǒng)標(biāo)定參數(shù)之間是一種弱相關(guān)性,解決了系統(tǒng)標(biāo)定復(fù)雜的問(wèn)題。然后,提出了一種魯棒的激光結(jié)構(gòu)光光條自動(dòng)識(shí)別算法,著力解決邊緣保持圖像降噪、路面背景干擾抑制和激光結(jié)構(gòu)光光條曲線提取與擬合等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,仿真分析和實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文方法的準(zhǔn)確性和魯棒性。論文的主要工作如下:(1)利用激光結(jié)構(gòu)光成像光條在圖像中的像素位移量和一個(gè)系統(tǒng)標(biāo)定參數(shù)實(shí)現(xiàn)了公路平整度的精確測(cè)量。在同等測(cè)量精度條件下,與現(xiàn)有方法相比具有系統(tǒng)標(biāo)定簡(jiǎn)單、成本低和安裝使用方便等優(yōu)點(diǎn)。(2)提出了一種基于迭代次數(shù)和時(shí)間步長(zhǎng)約束的PM各向異性擴(kuò)散實(shí)時(shí)濾波算法,有效保持了激光結(jié)構(gòu)光成像光條的細(xì)節(jié)特征,通過(guò)迭代次數(shù)和時(shí)間步長(zhǎng)約束,保證算法的實(shí)時(shí)性。(3)根據(jù)激光結(jié)構(gòu)光光條特有的管狀灰度分布特征,利用高斯二階導(dǎo)數(shù)和邊緣抑制濾波算法,抑制公路表面車輛陰影和地標(biāo)線等復(fù)雜干擾因素對(duì)激光光條識(shí)別準(zhǔn)確性的影響。運(yùn)用三彎矩法構(gòu)造三次樣條函數(shù)以及使用導(dǎo)數(shù)連續(xù)和邊界條件作為約束,進(jìn)行激光光條曲線的精確擬合。
【關(guān)鍵詞】：公路平整度 線結(jié)構(gòu)光 三角測(cè)量 PM濾波 三次樣條插值
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U416
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 研究背景與意義12
• 1.2 公路平整度檢測(cè)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 結(jié)構(gòu)光三維平整度檢測(cè)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排18-22
• 第2章 公路平整度計(jì)算與測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定參數(shù)的弱相關(guān)性22-38
• 2.1 公路平整度檢測(cè)指標(biāo)22-26
• 2.1.1 平整度定義22-23
• 2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)差及其計(jì)算23-24
• 2.1.3 國(guó)際平整度指數(shù)及其計(jì)算24-26
• 2.2 結(jié)構(gòu)光平整度測(cè)量原理26-30
• 2.2.1 激光三角測(cè)量原理26-28
• 2.2.2 攝像機(jī)成像模型28-30
• 2.3 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)光傳感器標(biāo)定30-33
• 2.3.1 常用攝像機(jī)參數(shù)標(biāo)定技術(shù)30-31
• 2.3.2 常用線結(jié)構(gòu)光平面標(biāo)定技術(shù)31-33
• 2.4 公路橫切面平整度弱標(biāo)定33-37
• 2.4.1 平整度弱標(biāo)定結(jié)構(gòu)光測(cè)量原理33-35
• 2.4.2 平整度與標(biāo)定參數(shù)弱相關(guān)性仿真實(shí)驗(yàn)35-37
• 本章小結(jié)37-38
• 第3章 基于各向異性PM的邊緣保持圖像去噪38-50
• 3.1 傳統(tǒng)的去噪方法38-40
• 3.1.1 中值濾波38-39
• 3.1.2 高斯濾波39-40
• 3.2 各向異性PM邊緣保持去噪40-44
• 3.2.1 PM邊緣保持去噪原理40-43
• 3.2.2 PM算法求解43-44
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析44-49
• 3.3.1 PSNR去噪指標(biāo)44
• 3.3.2 各向異性PM迭代求解實(shí)驗(yàn)44-46
• 3.3.3 各向異性PM時(shí)間步長(zhǎng)求解實(shí)驗(yàn)46-47
• 3.3.4 幾種去噪算法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)47-49
• 本章小結(jié)49-50
• 第4章 路面激光結(jié)構(gòu)光光條曲線自動(dòng)提取算法50-64
• 4.1 路面激光光條提取精度的影響因素50-51
• 4.2 常用的激光光條曲線提取算法51-56
• 4.2.1 Snake模型提取算法51-53
• 4.2.2 高斯曲線擬合算法53-55
• 4.2.3 二值形態(tài)學(xué)細(xì)化算法55-56
• 4.3 路面激光結(jié)構(gòu)光光條自動(dòng)提取算法原理56-63
• 4.3.1 算法流程56-58
• 4.3.2 高斯二階導(dǎo)增強(qiáng)激光光條58-60
• 4.3.3 邊緣濾波器抑制干擾邊緣60-61
• 4.3.4 三次樣條精確擬合激光光條61-63
• 本章小結(jié)63-64
• 第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析64-74
• 5.1 公路橫切面平整度系統(tǒng)模型64-66
• 5.1.1 結(jié)構(gòu)光概述64-65
• 5.1.2 系統(tǒng)模型65-66
• 5.2 激光光條自動(dòng)提取結(jié)果分析66-68
• 5.3 激光光條識(shí)別及平整度計(jì)算GUI設(shè)計(jì)68-69
• 5.4 實(shí)際路面平整度計(jì)算69-72
• 本章小結(jié)72-74
• 第6章 全文總結(jié)與展望74-76
• 6.1 全文總結(jié)74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果80-82
• 致謝82-83

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