图像处理技术在高等级公路路面破损检测中的应

发布时间：2022-10-05 21:42 热度：

　　摘要：针对高等级公路路面颇顺的特点，常规的检测具有一定的局限性，提出了路面破损图像的处理方法，结合具体实例来论证图像处理技术在高等级公路路面破损检测中的高效率性。

　　关键词：路面破损;高等级公路;图像处理技术;检测

　　路面质量对行车安全性、舒适性、经济性以及公路使用周期有重要的影响。随着公路交通运输业的发展，人们对公路路面质量及其养护提出了更高的要求。路面破损数据是路面养护管理中重要的数据之一。目前主要采用人工检测的方法获取数据，但人工检测效率低、耗时，而且现场检测存在不安全因素。因此，研究路面破损自动检测技术，采用图像处理技术在高等级公路路面破损检测中的应用具有重要的意义。

　　1路面破损的分类

　　一般来说，沥青路面破损可分为两类:结构性破损和功能性破损。结构性破损是由于路面各层的承载路用户的服务能力降低引起的，反映在表面上往往是裂缝;功能性破损是由于路面提供给道能力下降引起的，反映在路面上则是平整度降低和车辙加深。结构性破损的结果反映到路面上就是各种形状的裂缝，如龟裂、块裂、纵裂和横裂。这些裂缝是由于路基下沉、路面材料品质不良、施工控制不合格、渗水和交通荷载剪切作用引起的。常见的结构性破损有：横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、块状裂缝。如图1所示。功能性破损是表面性的，易于认识，主要有车辙、松散、坑槽、沉陷、波浪拥包、修补不良等。

　　2路面破损的图像处理方法

　　2.1图像的基础理论

　　按照字面的意思，图像就是对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿或描述。“图”是物体透射光或反射光的分布，“像”是人的视觉系统对图的接受在大脑中形成的印象或认识。而数字图像处理的定义所谓数字图像处理，就是利用数字计算机或其它高速、大规模集成数字硬件，对从图像信息转换来的数字电信号进行某些数字运算或处理，以达到提高图像的质量或人们所要求的某些预期的结果。

　　2.2数字图像处理、识别和理解

　　数字图像处理就是利用计算机系统对数字图像进行各种目的的处理。图像处理中，输入的是质量较差的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。一类图像处理是以机器为对象，处理的目的是使机器或计算机能自动识别目标，称为图像识别。随着图像处理技术的深入发展，人们已开始研究如何用计算机系统解释图像，实现类似于人类视觉系统理解外部世界，这被称为图像理解或计算机视觉。其实，图像处理、图像分析和图像理解己构成图像工程的三个层次。

　　3路面破损图像识别

　　路面破损图像识别是对路面图像中破损的类型分类。在路面破损识别的研究中大多采用监督学习的方法设计分类器，即采用标准路面破损样本进行训练学习得到优化分类器参数。常用的路面破损分类器有贝叶斯分类器、线性分类器、非线性分类器。

　　4实际检测中的应用

　　本实例是对某高速公路连接线行车道一公里(CK2+000至K3+000)路面进行检测分析，从而展示路面破损自动检测系统的实际应用流程(基于图像处理技术的识别系统):

　　1)现场路面图像采集

　　利用检测车(HAWKEYE2000系列)到现场采集路面图像，并移到室内计算机上进行处理。

　　2)路面图像简单处理

　　首先把采集的路面视频处理成一帧一帧的图片(共545帧图片)，同时把那些有路面减速线的图片剔除(检测时要注意减速线大体位置以便于找寻)，因为这些图片上布满减速线会对后面的自动处理产生很大的干扰。再对每一帧图片上的检测车阴影及路面纵向白线进行裁剪后，就可以得到进行自动识别的路面图片(共520帧图片)。