基于方向特征的混凝土路面裂缝检测算法研究

发布时间：2021-01-08 06:56

　　随着公路里程的快速增长,公路交通已成为人们生活中不可或缺的一部分。公路运输作为我国最重要和最普遍的交通运输方式,与人们生活的密切相关度极高。公路裂缝作为一种路面病害,极易对公路安全造成威胁。人工路面裂缝检测方式不仅耗时久,而且由于人工的主观判断,易使检测标准不统一,造成检测结果出现偏差。基于数字图像处理技术的路面裂缝检测可以克服人工检测方式的缺点,节约人力和检测成本,已成为当前的研究热点,具有较高的应用和研究价值。本文研究了基于数字图像处理技术的混凝土路面裂缝检测算法,并对裂缝特征与技术难点进行分析。针对现有裂缝检测算法的不足,提出改进与创新方法,本文的主要研究内容如下:1.针对渗流算法效率过低的问题,本文通过改进快速渗流算法,提出了一种高效渗流算法。该算法首先对路面灰度图像中的裂缝进行预提取,然后对预提取结果进行细化处理,最后提取细化得到的骨架点及孤立点,并将其作为种子点进行渗流处理,以减少渗流冗余点,提高了渗流处理效率。2.为保证裂缝提取结果的召回率,本文提出了12邻域渗流方法,以改善检测结果中的裂缝点缺失情况。本文首先提取了细化后裂缝预提取结果中的骨架端点,然后对其12邻域进行渗... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

多功能道路检测车我国对路面病害检测技术的研究起步较晚，直至改革开放后，在20世纪80年

2.1 混凝土路面图像裂缝特征分析混凝土路面是一种将水泥、水、砂、石子以及其他掺合料，按一定比例混合搅拌而成后铺设的刚性路面。通常硬化成型的混凝土路面中存在微裂缝，但微裂缝对混凝土路面功能并不产生危害，然而在路面受到荷载、温差等作用后，微裂缝会逐渐扩大，导致路面出现开裂、拱胀。本文从颜色特征、形状特征以及数量特征三方面对混凝土路面裂缝特征进行讨论。1. 路面裂缝的颜色特征由于光线照射原因，通常混凝土路面存在的裂缝较周围背景像素点而言亮度偏低，裂缝与背景之间的对比度较强。因此，裂缝的颜色是裂缝检测过程中主要被考虑的因素。通过图像中像素点的颜色范围来区分属于裂缝区域与背景区域的像素点，是大多数路面裂缝检测算法的主要检测原理，由此通常可以将裂缝像素点从图像中提取出来。图 2.1 为混凝土路面裂缝图像。

裂缝点亮度大大低于背景点亮度。因此根据像素点颜色提取裂缝是较为有效的检测手段。2. 路面裂缝的形状特征混凝土路面裂缝通常包括单一裂缝及由单一裂缝发展形成的复杂裂缝，其具体形态分为四类：横向裂缝、纵向裂缝、块状裂缝和网状裂缝。其中横向裂缝与纵向裂缝发生在裂缝形成的初期阶段，此时裂缝形态单一，裂缝整体走势呈线性状态，对该类裂缝的提取较为容易；块状裂缝的复杂程度介于横纵裂缝与网状裂缝之间，该类裂缝通常是由两条以上的横向或纵向裂缝相交而形成的一个新的整体；网状裂缝是由初期裂缝逐步恶化而形成的一种较为严重的路面病害，其破坏面积较大，裂缝形态较为复杂，多条裂缝蜿蜒交错形成网状，给裂缝的提取带来一定困难。图 2.2为不同种类的裂缝形态，可以看出，混凝土路面裂缝形态多样，不同类型裂缝的走势差异较大，因此很难通过简单算法对裂缝进行准确提取。

【参考文献】：
期刊论文
[1]多因子判定与渗流模型相结合的裂缝检测算法[J]. 安世全,曹悦欣,瞿中.  计算机应用. 2019(01)
[2]基于多特征分析的路面裂缝检测算法[J]. 卢紫微,张燕,常东超,吴成东.  控制工程. 2018(04)
[3]样本方差与相似点判断相结合的图像裂缝检测[J]. 瞿中,钟文年.  计算机工程与设计. 2018(01)
[4]路面检测技术综述[J]. 马建,赵祥模,贺拴海,宋宏勋,赵煜,宋焕生,程磊,王建锋,袁卓亚,黄福伟,张健,杨澜.  交通运输工程学报. 2017(05)
[5]基于多尺度输入图像渗透模型的桥梁裂缝检测[J]. 张晶晶,聂洪玉,喻强.  计算机工程. 2017(02)
[6]一种基于改进渗流模型的混凝土表面裂缝快速检测算法[J]. 瞿中,郭阳,鞠芳蓉.  计算机科学. 2017(01)
[7]结合分数阶微分和Canny算子的边缘检测[J]. 张桂梅,孙晓旭,陈彬彬,刘建新.  中国图象图形学报. 2016(08)
[8]基于空间聚集特征的沥青路面裂缝检测方法[J]. 张德津,李清泉,陈颖,曹民,何莉.  自动化学报. 2016(03)
[9]基于1mm精度路面三维图像的裂缝自动并行识别算法[J]. 彭博,蒋阳升,陈成,Kelvin C.P.Wang.  东南大学学报(自然科学版). 2015(06)
[10]基于2维灰度熵阈值选取快速迭代的图像分割[J]. 吴诗婳,吴一全,周建江,孟天亮,戴一冕.  中国图象图形学报. 2015(08)



本文编号：2964142