基于支持向量机和探地雷达技术的公路浅层病害检测研究
发布时间：2021-08-22 00:29
公路浅层病害不仅会影响公路的运输性能,同时会降低公路的使用年限。这类浅层病害位于公路结构层中,具有一定的隐蔽性,而且国内目前常规检测手段普遍存在着检测效率低、评价结果不全面、严重依赖人工检验等问题。因此,亟待开发出一种高效、准确的公路浅层病害自动检测识别系统,以解决上述问题。综上所述,本文提出了一种基于模式识别和探地雷达检测的公路浅层缺陷识别方法。本文的主要研究工作如下:（1）通过对比钻芯取样、超声波检测及探地雷达检测等技术的优劣,将高效、准确、无损的探地雷达检测技术作为本文的研究工具。（2）对探地雷达的基本原理及相关设备和软件进行介绍,依据电磁波的传播原理、探地雷达成像技术及常见病害的形成原因,讨论分析裂缝、脱空及沉陷三种道路病害在探地雷达中的成像特征。（3）通过对图像预处理技术的研究,对比分析了中值滤波、均值滤波及高斯滤波的优劣进而选择降噪效果优良的高斯滤波作为降噪方法;利用Canny算子作为边缘检测手段,同时结合图像形态学处理将目标以外的信息剔除,最终利用投影分割算法将目标图像分割出来。（4）提取了病害图像的面积、复杂度、纹理特征、七个不变矩等29个原始特征,并通过K-L算法将原...
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
探地雷达探测过程
图 2-2 缺陷反射回波在探地雷达上的成像Fig.2-2 Image of flaw reflection echo on GPR达检测精度的参数地雷达通常采用空气耦合式探地雷达，其检测精度常数的差异等条件影响，因此研究这些影响因素对]。率，电磁波的频率和波长成反比，由于探地雷达的因此电磁波的波长越长探地雷达所能检测到的最探地雷达的分辨率就越高，检测精度随之提升。的衰减越快，探测深度也就越低[39]。有相关学者通如下：max4 2min3 4max max64adrb nr Tx Rx Tx RxPeP G G dσ λη η π = 分别代表最小信号功率和最大功率；TxG 、RxG 代λ 表示雷达电磁波中心频率的波长；
的 SIR 系列；瑞典 MALA 公司的 RAMAC 系列以及一些其他的设备厂家生产如 EKKO、GDE、ERA、NTT 等。国内的探地雷达设备的研究后来居上，有很品，如中电科集团二十二所的 LTD 雷达系列、北京康科瑞工程公司所研制的工程雷达等。从各类设备的类型来看，探地雷达系统逐渐从通用型发展到专业主要演变成，为解决某一类具体问题而开发，如专用的公路雷达用于检测路面害；专用的地质雷达可检测地下矿物。本文采用的探地雷达设备为中国电科集团二十二所研发的 LTD-2100 型探地雷该系统的主要组成为：900MHz 屏蔽式天线、数据采集主机、计算机、数据电采用的数据采集和处理软件为 IDSP6，其操作页面如图 2-3 所示，主要功能为采集到的二进制探地雷达原始数据进行处理得到其相应的测试图像，同时可以校正、归一化处理以及小波滤波等技术手段对数据进行降噪预处理，使目标更从而提高数据的可读性。软件以标准横断面格式展示了探地雷达反射数据，横了位置，纵轴上标出了深度和时间。深度轴假设速度恒定，记为 C光（约8m/s）。根据可用的路面数据以及从裂缝等其他穿越路面结构的线性物体上散布的拟合来确定目标深度。探地雷达截面可以看作是沿道路方向的深度剖面。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进多尺度LBP算法的肝脏CT图像特征提取方法[J]. 刘晓虹,朱玉全,刘哲,宋余庆,朱彦,袁德琪. 计算机科学. 2019(03)
[2]基于自适应动态改变的粒子群优化算法[J]. 仝秋娟,赵岂,李萌. 微电子学与计算机. 2019(02)
[3]基于灰度识别的猕猴桃形状疤痕图像纹理特征提取方法[J]. 纪娜,何国荣. 自动化与仪器仪表. 2019(01)
[4]SVM一对一多分类的图像反馈检索优化[J]. 王冲,马晓楠,宋冬慧. 计算机工程与设计. 2019(01)
[5]岩溶区富水破碎带探地雷达频谱特征研究[J]. 吴昊,杨晓华,温世儒. 公路交通科技. 2018(12)
[6]HTS算法与GRNN、SVM耦合模型在径流预测中的应用[J]. 崔东文,郭荣. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2018(05)
[7]基于小波分解的优化支持向量机模型在水库年径流预测中的应用[J]. 周婷,夏萍,胡宏祥,金菊良. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2018(03)
[8]探地雷达在上林湖越窑遗址水下考古中的应用[J]. 覃谭,赵永辉,林国聪,胡书凡,安聪,耿德祥,饶椿锋. 物探与化探. 2018(03)
[9]公路结构和介电特性对探地雷达反射回波的影响研究[J]. 尹德,叶盛波,张经纬,刘晋伟,刘小军. 电子测量技术. 2018(05)
[10]结构识别引导下的纹理抑制图像平滑[J]. 邵欢,傅辛易,刘春晓,伍敏,龚辰,余宗杰. 中国图象图形学报. 2017(10)
博士论文
[1]随机等效介质探地雷达探测技术和参数反演[D]. 李静.吉林大学 2014
[2]探地雷达信号分辨率提高方法研究[D]. 张丽丽.吉林大学 2012
[3]基于Maxwell方程正反演的混凝土无损检测方法[D]. 丁亮.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]基于SVM的高速公路路面浅层病害的自动检测算法研究[D]. 王卫平.南昌大学 2009
[2]基于探地雷达的水泥混凝土路面板底脱空检测技术[D]. 柴福斌.长安大学 2009
[3]超宽带探地雷达探测性能及数据处理方法研究[D]. 李文超.成都理工大学 2007
本文编号：3356631
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
探地雷达探测过程
图 2-2 缺陷反射回波在探地雷达上的成像Fig.2-2 Image of flaw reflection echo on GPR达检测精度的参数地雷达通常采用空气耦合式探地雷达，其检测精度常数的差异等条件影响，因此研究这些影响因素对]。率，电磁波的频率和波长成反比，由于探地雷达的因此电磁波的波长越长探地雷达所能检测到的最探地雷达的分辨率就越高，检测精度随之提升。的衰减越快，探测深度也就越低[39]。有相关学者通如下：max4 2min3 4max max64adrb nr Tx Rx Tx RxPeP G G dσ λη η π = 分别代表最小信号功率和最大功率；TxG 、RxG 代λ 表示雷达电磁波中心频率的波长；
的 SIR 系列；瑞典 MALA 公司的 RAMAC 系列以及一些其他的设备厂家生产如 EKKO、GDE、ERA、NTT 等。国内的探地雷达设备的研究后来居上，有很品，如中电科集团二十二所的 LTD 雷达系列、北京康科瑞工程公司所研制的工程雷达等。从各类设备的类型来看，探地雷达系统逐渐从通用型发展到专业主要演变成，为解决某一类具体问题而开发，如专用的公路雷达用于检测路面害；专用的地质雷达可检测地下矿物。本文采用的探地雷达设备为中国电科集团二十二所研发的 LTD-2100 型探地雷该系统的主要组成为：900MHz 屏蔽式天线、数据采集主机、计算机、数据电采用的数据采集和处理软件为 IDSP6，其操作页面如图 2-3 所示，主要功能为采集到的二进制探地雷达原始数据进行处理得到其相应的测试图像，同时可以校正、归一化处理以及小波滤波等技术手段对数据进行降噪预处理，使目标更从而提高数据的可读性。软件以标准横断面格式展示了探地雷达反射数据，横了位置，纵轴上标出了深度和时间。深度轴假设速度恒定，记为 C光（约8m/s）。根据可用的路面数据以及从裂缝等其他穿越路面结构的线性物体上散布的拟合来确定目标深度。探地雷达截面可以看作是沿道路方向的深度剖面。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进多尺度LBP算法的肝脏CT图像特征提取方法[J]. 刘晓虹,朱玉全,刘哲,宋余庆,朱彦,袁德琪. 计算机科学. 2019(03)
[2]基于自适应动态改变的粒子群优化算法[J]. 仝秋娟,赵岂,李萌. 微电子学与计算机. 2019(02)
[3]基于灰度识别的猕猴桃形状疤痕图像纹理特征提取方法[J]. 纪娜,何国荣. 自动化与仪器仪表. 2019(01)
[4]SVM一对一多分类的图像反馈检索优化[J]. 王冲,马晓楠,宋冬慧. 计算机工程与设计. 2019(01)
[5]岩溶区富水破碎带探地雷达频谱特征研究[J]. 吴昊,杨晓华,温世儒. 公路交通科技. 2018(12)
[6]HTS算法与GRNN、SVM耦合模型在径流预测中的应用[J]. 崔东文,郭荣. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2018(05)
[7]基于小波分解的优化支持向量机模型在水库年径流预测中的应用[J]. 周婷,夏萍,胡宏祥,金菊良. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2018(03)
[8]探地雷达在上林湖越窑遗址水下考古中的应用[J]. 覃谭,赵永辉,林国聪,胡书凡,安聪,耿德祥,饶椿锋. 物探与化探. 2018(03)
[9]公路结构和介电特性对探地雷达反射回波的影响研究[J]. 尹德,叶盛波,张经纬,刘晋伟,刘小军. 电子测量技术. 2018(05)
[10]结构识别引导下的纹理抑制图像平滑[J]. 邵欢,傅辛易,刘春晓,伍敏,龚辰,余宗杰. 中国图象图形学报. 2017(10)
博士论文
[1]随机等效介质探地雷达探测技术和参数反演[D]. 李静.吉林大学 2014
[2]探地雷达信号分辨率提高方法研究[D]. 张丽丽.吉林大学 2012
[3]基于Maxwell方程正反演的混凝土无损检测方法[D]. 丁亮.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]基于SVM的高速公路路面浅层病害的自动检测算法研究[D]. 王卫平.南昌大学 2009
[2]基于探地雷达的水泥混凝土路面板底脱空检测技术[D]. 柴福斌.长安大学 2009
[3]超宽带探地雷达探测性能及数据处理方法研究[D]. 李文超.成都理工大学 2007
本文编号：3356631
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