發(fā)布時間：2020-11-19 01:16

　　 目前,我國主要使用道路檢測車檢測路面破損狀況,但道路檢測車采集的路面二維信息數(shù)據(jù),無法直觀表示出路面的三維破損,更不能準確檢測出路面病害位置,且仿真結果難以滿足道路質量評估和養(yǎng)護維修管理的精細化要求。隨著三維建模技術的快速發(fā)展,三維模型的可視化重建在虛擬現(xiàn)實等領域有著廣泛的應用。三維模型越精細,越能反映實體模型的特征。為了真實還原出路面病害狀況并計算路面破損特征值,本文采用路面三維可視化建模技術,主要對以下四個方面進行了研究:(1)利用四叉樹不規(guī)則三角網(wǎng)格法重建三維路面,將路面高程數(shù)據(jù)按不規(guī)則三角形連線生成三維路面網(wǎng)格模型,可準確描繪出路面模型特征并真實模擬出路面地形形態(tài)。(2)采用基于OpenGL的三維路面動態(tài)重構技術,實現(xiàn)了路面漫游、路面滾動顯示、路面角度旋轉等功能,為用戶呈現(xiàn)真實立體的三維路面。(3)采用線性和非線性三維路面暈渲技術,利用顏色色層表RGB值分層對應路面高程值進行顏色渲染,生動有效反映整體路面狀況和局部破損狀況。(4)采用基于三項式擬合基準面技術對路面每一橫斷面的高程數(shù)據(jù)進行擬合,進而得到判斷路面病害的理想?yún)⒖蓟鶞拭?提出基于BFS連通域標記方法,利用八鄰域掃描模板精確標記出路面破損區(qū)域。將標記出的區(qū)域矩形擬合計算出破損的面積,并將檢測出的破損區(qū)域高程點集利用切線法計算出破損深度;提出一種基于三維重構的等高線提取微元臺累加法計算破損體積。對設計并實現(xiàn)的路面三維破損檢測與特征值計算應用系統(tǒng)進行了道路模型驗證及現(xiàn)場對比試驗后,結果顯示系統(tǒng)對模型檢測與現(xiàn)場標定檢測試驗平均誤差為4%,破損平均識別率達96%,相比傳統(tǒng)的路面三維可視化重構系統(tǒng),該系統(tǒng)具有良好的準確性和實用性。為道路養(yǎng)護部門進一步制定科學、高效的養(yǎng)護方案提供了重要的技術支撐,同時也推動了道路檢測技術的全面發(fā)展。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U418.6
【部分圖文】：

其技術尚未成熟，工作原理也大不相同。所以一直處于不斷探索階段。（1）第一代基于攝影的路面快速檢測設備是法國 LCPC 道路管理部門開發(fā)的ERPHO 系統(tǒng)。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集設備使用高速攝像機和 35mm 膠片捕捉道路損壞圖，車輛定位系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)可以再現(xiàn)路面損壞，人工判別路面損壞狀況結果并輸入數(shù)據(jù)庫[3]。由于該技術實驗后期處理工作量大而未得到推廣。（2）第二代模擬攝影技術中最聞名的路面多功能快速檢測設備是加拿大的ARAN統(tǒng)（如圖 1.1 所示）和日本的 Komatsu 系統(tǒng)（如圖 1.2 所示）[4]。ARAN 系統(tǒng)檢測車可采集路面破損、平滑度、車轍和路面前方數(shù)據(jù)的一套模塊化數(shù)據(jù)采集平臺[5]。與RAN 系統(tǒng)相關的 WiseGrax 路面裂縫自動評估系統(tǒng)的各個功能模塊在檢測、分類、識別方面相對獨立，并且可以實現(xiàn) 85%~90%的道路裂縫識別率。然而，車轍數(shù)據(jù)源系統(tǒng)的多個位移傳感器來檢測的，這不僅造價昂貴而且精度難以保證從而未得到推。

Komatsu系統(tǒng)

圖 1.2 Komatsu 系統(tǒng)（4）第三代利用數(shù)字照相技術的最具有代表性的路面快速檢測設備是澳大利亞研制的 Hawkeye2000 系統(tǒng)[7]。該檢測設備可通過高速數(shù)字斷面系統(tǒng)、GPS&DGPS 系統(tǒng)收集公路的信息資料，定位路面實時位置，圖像系統(tǒng)采集路面平整度、紋理、車轍、道路景觀和路面狀況的圖像、采集系統(tǒng)可將采集的信息隨時隨地處理、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可建立數(shù)據(jù)庫直接與現(xiàn)有的路面管理系統(tǒng)相連接[8]。但是，由于該設備的線掃描技術尚未發(fā)展完備，采集的受損路面圖像不清晰而未得到廣泛應用。（5）第四代基于線激光車轍檢測技術的多功能路面快速檢測設備是美國 ICC 公司生產(chǎn)的（如圖 1.3 所示)[3]。該系統(tǒng)主要由線激光檢測技術的車轍檢測系統(tǒng)、CCD 掃描攝像機和紅外激光器等裝置組合而成。該檢測系統(tǒng)采集技術已趨于成熟，但數(shù)據(jù)后期處理技術需著重改進。尤其是破損圖像識別技術，是目前西方國家的主要研究方向。
【參考文獻】

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本文編號：2889483