基于深度图像的道面病害检测与测量方法研究

发布时间：2020-12-03 13:13

　　民航运输是我国交通行业不可或缺的组成部分。随着我国经济快速发展,机场使用年限的增加和机场起降飞机架次的增多,机场道面不可避免地出现病害,降低了道面平整性,产生严重的飞行安全隐患。为保障航班安全起降,降低事故风险,及早地发现病害并及时进行维护有重要的现实意义。道面主要病害为裂缝病害,而且多种道面病害早期表现也为裂缝,因此,本文对基于深度图像的道面裂缝病害检测与测量方法进行了深入研究,主要研究内容与工作如下:1、针对深度图像采集平台剧烈震动和道面表观结构复杂对裂缝检测的双重强干扰问题,提出了一种基于曲线拟合的道面裂缝检测方法。首先,设计了基于L2正则化约束改进的道面主轮廓曲线拟合模型,然后利用改进贪心策略的对拟合模型进行优化;最后,提取并融合多方向的机场道面主轮廓,并利用裂缝的深度与形态信息实现裂缝提取。实验结果表明,算法能准确地提取道面主轮廓并实现裂缝的精准检测。2、针对基于曲线拟合的道面裂缝检测方法提取的道面主轮廓在三维空间中没有较好的连续性的问题,提出了基于曲面拟合的道面裂缝检测算法。首先,在将深度图像划分为若干交叠的网格区域,针对每个网格区域基于RANSAC算法进行局部三次曲面构建... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

014-2018民航运输机场起降架次[1]

饬俊?基于立体视觉的深度图像裂缝检测技术在静态拍摄环境中有较为理想的结果，但是受到光照不均匀、路面特征点少且处于动态拍摄环境等因素的影响，使得基于立体视觉的道面病害检测结果精度难以达到期望值。1.2.3基于三维激光扫描技术的道面病害检测方法三维激光扫描技术根据测距原理分成脉冲式、相位式和三角测距式。脉冲式激光扫描的测距原理为记录激光发射出去的时间和传感器接受到激光返回的时间，两个时间相减，并结合光传播速度能得到被测物体到激光扫描仪的距离信息，从而实现深度测量。脉冲式激光扫描的测距原理如图1-3所示：图1-3脉冲式激光扫描原理

中国民航大学硕士学位论文6相位式激光扫描没有直接记录飞行时间，其基本原理为利用调制激光往返一次所发生的相位延迟，再根据调制光的波长通过计算得到相位延迟代表的距离。相位式激光扫描的测距原理如图1-4所示：图1-4相位式激光扫描原理脉冲式激光扫描与相位式激光扫描都利用了激光束飞行时间来进行距离测量，但是三角测距式激光扫描通过检测从被测物体表面反射回来的激光落在CCD上不同的位置来进行距离测量，其基本原理如图1-5所示。固定激光发射器与CCD接收器的位置和角度，根据光学原理，不同距离物体会在CCD上不同位置成像，因此，根据相似三角即可求得物体到激光扫描仪的距离。图1-5三角测距式原理由三维激光扫描的原理可知，三维激光扫描仪直接测量被测物到传感器的距离从而高精度地建立被测物体的三维轮廓，因此在建筑物病害检测、形变检测领域广泛应用三维激光扫描进行目标的三维数据提龋Change等人[28]提出一种基于三维激光扫描的路面坑洞检测方法，通过网格的处理方式降低三维数据的分辨率，然后提取三维数据的梯度和路面的纹理特征，最后使用ISOCLUST方法对三维数据聚类，从而分割出路面的坑洞。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于结构光的路面裂缝检测方法研究[J]. 宋葵阳,徐贵力,李开宇,贾银亮.  机械制造与自动化. 2016(06)
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博士论文
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[2]高速公路沥青路面使用性能评价及预测研究[D]. 周岚.东南大学 2015
[3]基于二维图像和深度信息的路面裂缝检测关键技术研究[D]. 黄建平.哈尔滨工业大学 2013
[4]基于结构光的公路路面裂缝检测关键技术研究[D]. 孙晓明.哈尔滨工业大学 2012

硕士论文
[1]采动区高等级公路三维激光扫描监测及变形信息提取[D]. 李得军.中国矿业大学 2019
[2]大型水电工程竖井缺陷的三维激光检测技术[D]. 牛乐.武汉大学 2018
[3]基于结构光的路面裂缝检测关键技术研究[D]. 朱春省.南京航空航天大学 2017



本文编号：2896350