一种水泥混凝土路面刻槽构造深度检测算法制造技术

本发明专利技术公开了一种水泥混凝土路面刻槽构造深度检测算法：输入图像三维数据矩阵，并对数据进行滤波处理；将滤波之后的三维图像数据矩阵进行分块处理，根据数据矩阵大小分成均匀的N块；逐块求该块对应的构造深度；逐块求得平均构造深度，对此N个平均构造深度求算术平均，即得该副图像的构造深度值TD。实现对水泥混凝土路面抗滑能力的实时、高效和定量的检测。本发明专利技术提出的方法计算简单、运行时间短，适合在实时的系统中采用。本发明专利技术提出的方法无需人工参与，采用面测量，法效率高且检测精确；消除了斜面的影响，适用范围广；可为水泥混凝土路面的养护管理提供有力的信息支持，提高了公路养护和管理水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及道路养护
，特别涉及一种水泥混凝土路面刻槽构造深度检测算法。
技术介绍
水泥混凝土路面具有承载能力大、扩散荷载能力强、稳定性好、使用寿命长、日常维护费少等优点，尤其是水泥混凝土路面的使用性能及抗灾能力强，是南方地区的重要路面结构类型之一。然而，在水泥混凝土路面结构技术设计和施工上较重视结构特性，而对路面的抗滑能力往往重视不够，导致路面抗滑能力降低，在设计年限较长时间内，车辆的行驶安全性未能得到有效保证，由此造成的水泥混凝土路面的交通事故增多，经济损失较大。因此，研究水泥混凝土路面的抗滑能力具有十分重要的意义。一般说来，路面的宏观构造和细观构造对路面的抗滑性能作用最大。细观构造为路面提供基本的抗滑力，低速行车下有显著作用，但在雨水、雨雪天气下宏观构造就尤为重要，宏观构造可在轮胎与路面的接触界面上提供有效的泄水通道，使轮胎与路面处于“干燥接触”的状态，减缓路面抗滑力在高速下的衰减并抑制水漂现象的发生。宏观构造对路面抗滑性能的作用还体现在其对视觉性能改善方面。一方面，宏观构造有利于排水而能抑制溅水和喷雾现象，从而提高能见度。另一方面，良好的宏观构造能使路面形成漫反射或维持最低水平的镜面反射，提高能见度，进而大大降低了夜晚因视觉问题诱发交通事故的比率。其中，刻槽对水泥混凝土路面的宏观构造起着决定性的作用，因此，现阶段的水泥混凝土路面的抗滑问题解决的重点之一就是检测路面的刻槽磨损程度。现阶段，用于路面抗滑性能检测的设备主要分为两类，一类用于检测路面摩擦系数，另一类用于检测路面的纹理深度。常用的摩擦系数检测设备有摆式摩擦系数仪、动态摩擦系数仪(DFT)、锁定轮型摩擦系数仪、侧向力型摩擦系数仪、固定滑移率型摩擦系数仪、可变滑移率型摩擦系数仪。常用的检测路面纹理深度的方法有断面法、体积法和液体流出法。其中，摆式摩擦系数仪、动态摩擦系数仪(DFT)均是定点测量，不能连续测量，效率较低；锁定轮型摩擦系数仪、侧向力型摩擦系数仪、固定滑移率型摩擦系数仪、可变滑移率型摩擦系数仪均只能用于现场测试，对测试轮通过的路面的测量，属于线测量，并且价格昂贵，尚不能在我国大规模使用；断面法在有槽状或坑状表面构造的水泥混凝土路面上，测试结果受到一定的影响，并且测量面积小，效率低；体积法和液体流出法效率低，不易于潮湿天气测量，对于里程较长的公路，只能选择某些路段进行抽样调查，降低了测试结果对整个路段的路面抗滑能力的评价。综上，现有检测技术存在误差大、效率低、造价昂贵等问题，研究一种效率高、检测精确的一种水泥混凝土路面刻槽构造深度检测算法是十分有必要的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于，提供一种水泥混凝土路面刻槽构造深度检测算法，从而实现对水泥混凝土路面抗滑能力的实时、高效和定量的检测。为了达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案:一种水泥混凝土路面刻槽构造深度检测算法，具体包括如下步骤:步骤1:输入图像三维数据矩阵，并对数据进行滤波处理；步骤2:将滤波之后的三维图像数据矩阵0'进行分块处理，根据数据矩阵大小分成均匀的N块=O1, O2,…0t，…，On，其中，t取1，2，…N，一般取N彡4 ；步骤3:对O1, O2,…Ot,…，On逐块求该块对应的构造深度，包括以下步骤:(I)消除斜面:1)将数据块Ot再次均匀分为M块，一般取M彡4，分别求出M块的均值，并使均值的行列坐标取相应块中心点的行列坐标值，如果中心点有两个，则取行列坐标值较小的坐标值，共得到M个值，取这M个值中的前三个最大值点，根据此三点求出数据块Ot的拟合平面At ;2)求出数据块Ot的均值，根据该均值得到一个水平的面Lt ;3)用拟合平面At所有行列坐标对应的值减去水平的面Lt相应行列坐标对应的值，即得数据块Ot的补偿矩阵Bt ；4)用数据块Ot所有行列坐标对应的值减去数据块Ot的补偿矩阵Bt相应行列坐标对应的值，即得消除斜面后的矩阵Ct ；(2)对O1, O2，…0t，…，On中每块均进行消除斜面后，得到消除斜面后的N块矩阵块C1, C2,…Ct,…，Cn，其中，t取1，2，…N^C11C2,…Ct,…，(；逐块作如下操作: I)取滑动窗口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥混凝土路面刻槽构造深度检测算法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：输入图像三维数据矩阵，并对数据进行滤波处理；步骤2：将滤波之后的三维图像数据矩阵O′进行分块处理，根据数据矩阵大小分成均匀的N块：O1,O2,…Ot,…,ON，其中，t取1，2，…N，一般取N≥4；步骤3：对O1,O2,…Ot,…,ON逐块求该块对应的构造深度，包括以下步骤：（1）消除斜面：1）将数据块Ot再次均匀分为M块，一般取M≥4，分别求出M块的均值，并使均值的行列坐标取相应块中心点的行列坐标值，如果中心点有两个，则取行列坐标值较小的坐标值，共得到M个值，取这M个值中的前三个最大值点，根据此三点求出数据块Ot的拟合平面At；2）求出数据块Ot的均值，根据该均值得到一个水平的面Lt；3）用拟合平面At所有行列坐标对应的值减去水平的面Lt相应行列坐标对应的值，即得数据块Ot的补偿矩阵Bt；4）用数据块Ot所有行列坐标对应的值减去数据块Ot的补偿矩阵Bt相应行列坐标对应的值，即得消除斜面后的矩阵Ct；（2）对O1,O2,…Ot,…,ON中每块均进行消除斜面后，得到消除斜面后的N块矩阵块C1,C2,…Ct,…,CN，其中，t取1，2，…N；对C1,C2,…Ct,…,CN逐块作如下操作：1）取滑动窗口H， H = 1 1 . . . 1 1 1 . . . 1 . . . . . . . . . 1 1 . . . 1 s × s , s＝2a+1,a＝1,2,…∞，让滑动窗口在Ct上整块滑动，保证滑动窗口不出现在重复的数据点上并经过所有数据点，每滑动一次，将窗口相应元素值与Ct中相应的数据值相乘，用乘积结果替换Ct中相应的数据值，保存滑动窗口H范围内的Ct的最大值和其原始坐标值，将非最大值的数据点全部置0；对Ct块处理完毕后，得到由最大值和0值组成的矩阵，该矩阵用MAX表示；2）取矩阵MAX中的前三个最大值，并确保相邻最大值的坐标位置距离d大于某一阈值，该阈值一般取滑动窗口H的大小S2；3）根据操作2）取得的三个最大值及其坐标，确定Ct块的拟合平面Dt；4）在Ct块的横、纵坐标范围内，求出该块拟合平面Dt下的体积；利用离散数据二重积分的方法，逐行求拟合平面Dt上相应行对应的面积，如图5所示，拟合平面上任意行ht′（其中，t取1，2，…N...

【技术特征摘要】
1.一种水泥混凝土路面刻槽构造深度检测算法，其特征在于，具体包括如下步骤: 步骤1:输入图像三维数据矩阵，并对数据进行滤波处理； 步骤2:将滤波之后的三维图像数据矩阵0'进行分块处理，根据数据矩阵大小分成均匀的N块=O1, O2,…0t，…，On，其中，t取1，2，…N，一般取N≥4 ； 步骤3…0t，…，On逐块求该块对应的构造深度，包括以下步骤: (1)消除斜面:I)将数据块Ot再次均匀分为M块，一般取M≥ 4，分别求出M块的均值，并使均值的行列坐标取相应块中心点的行列坐标值，如果中心点有两个，则取行列坐标值较小的坐标值，共得到M个值，取这M个值中的前三个最大值点，根据此三点求出数据块Ot的拟合平面At ；2)求出数据块Ot的均值，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙爱民，孙朝云，李伟，张娟，任炳兰，袁梦霞，王鹏远，罗晶，郝雪丽，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61