基于二维EMD的三维路面裂缝检测算法研究

发布时间：2019-07-30 11:45

【摘要】：随着高速公路建设的快速发展,路面养护和管理变得越来越重要。为了准确、完整地检测路面裂缝,通过分析国内外道路裂缝检测算法,提出了基于二维经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的三维路面裂缝检测算法。针对三维路面裂缝的数据特点,提出了一种基于二维经验模式分解的三维路面裂缝检测算法,该算法将三维路面裂缝数据分解为一系列具有瞬时频率的固有模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMF)。与近年来的其他方法作对比,该算法主要是一个筛分的过程,不需要设置参数,完全由数据本身确定,可以全自动的检测道路裂缝。在本文中,首先采用曲线拟合的滤波算法对三维路面裂缝数据进行去噪处理;其次采用EMD方法提取出裂缝的高度信息,即筛分的IMF信息;然后对裂缝的高度信息进行二值化。再通过对筛分路面裂缝高度数据IMF以及二值化的结果进行分析,本文提出了一种新颖的裂缝识别方法。即将前两次筛分的IMF叠加作为EMD算法对裂缝识别的结果,并将裂缝直接检测出来。最后对二值化图像结合区域生长与形态学的方法实现路面裂缝的准确检测。针对基于二维EMD的三维路面裂缝检测算法,通过大量实验,对于横向、纵向以及网状的裂缝数据进行评估,所提算法可以准确的检测到路面裂缝,且稳定性好以及准确率高。对三维路面裂缝识别有一定的优势,并对路面养护起着重要作用。
【图文】：

长安大学硕士学位论文重复上面的 2 到 3 的步骤，，直到j 的极数值小于二。条件SD的定义如下： TijijijijihththtSD12(1)2(1)]()|()()|[ （更加清楚的表述 EMD 算法的整个分析过程以及 IMF 被分解后的物理意维信号经过 EMD 方法被分解出的图解表示，构造一个一维信号函数 f (f (t ) sin(10 t ) sin(50 t)（，该函数分别由 5HZ 和 25HZ 的的正弦函数构成，如图 2.1 所示是：

基于二维EMD的三维路面裂缝检测算法研究

该函数分别由 5HZ 和 25HZ 的的正弦函数构成，如图 2.1 所示是形：图 2.1 原始信号 f (t)波形其原始信号进行分解，从原始信号式子可以看出，原始信号由两个频率成。所以在通过 EMD 算法分解后，就可以得到 2 个 IMF 分解分量，分别表号的频率分布特征，如图 2.2 所示是该算法分解的结果图：
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U418.6;TP391.41

【参考文献】