基于数字图像处理技术的表面构造深度检测技术研究

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沥青路面是我国高等级公路中应用最广泛的一种路面结构形式,其性能对交通安全有重要影响,提高沥青路面性能评价方法可以改善我国日益突出的交通安全问题。路面抗滑性能直接影响到车辆的制动性能,而构造深度是决定沥青路面抗滑性能的重要因素,因此构造深度检测技术的研究是非常有必要的。数字图像处理技术的不断发展,使其被广泛研究并应用于各个领域,其中运动恢复结构理论(SFM)作为一种特殊的数字图像处理技术也逐渐发展成熟。利用运动恢复结构理论(SFM)研究沥青路面构造深度的快速检测方法,实现构造深度的快速自动化检测,达到快速评价沥青路面技术状况的目的,这对提高道路安全性具有积极作用。本文研究了运动恢复结构(SFM)的基础理论,分析了图像采集过程中的影响因素,提出了基于双图像SFM算法的沥青路面构造模型三维重建方法,并对路面构造模型进行了重建。对沥青路面的纹理构造类型和传统检测方法进行了简单介绍,应用体积法对双图像SFM重建的路面纹理模型进行分析研究,并计算了路面构造深度。使用铺砂法对测定区域进行重复性检测,将铺砂法检测结果拟定为真实值与双图像SFM检测结果进行对比分析,验证了双图像SFM沥青路面构造深度检测方法的可行性与精度。利用MATLAB、Visual Studio、OpenCV等程序设计了基于双图像SFM算法的沥青路面构造深度分析软件,并在实体工程路段进行工程应用。将构造深度软件检测结果和铺砂法检测结果对比分析,验证了沥青路面构造深度分析软件的实用性和方法的可行性。通过在不同光照强度条件下进行对比实验,验证了方法的抗光照干扰能力。对路面进行抗滑指标检测,分析沥青路面构造深度与抗滑性能间的关联。通过试验检测论证了构造深度对路面抗滑性能有显著影响,二者的关联主要表现为线性正相关,在一定程度上可利用构造深度表征路面抗滑性能。
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