基于线激光的道路车辙检测方法研究

摘要

随着我国经济的快速发展，尤其是在今年“一带一路”的规划发布之后，我国的公路建设将会越来越发达，高速公路的里程数也会刷新现有的里程记录。高速公路的使用年限有限，我国早期建造的公路路面大部分已经出现了破损，其中大部分的破损都来自路面车辙病害，危及行车安全。因此，对高速公路进行快速、高效、准确地检测对公路的养护有重要的意义。
　　本课题来自长安大学与安徽高速公路集团共同承担的项目——多功能道路智能检测车。该道路检测车是交通运输部西部交通科技项目“高等级路面激光检测技术及成套检测装备研究”科研成果之一，本文对检测系统的子系统“基于线激光的道路车辙检测”进行研究。基于国内外先进的检测技术，根据该系统要实现的功能和达到的技术指标，选择合适的检测方法，提出解决问题的方案。针对线激光的道路车辙检测方法本论文从下面几个方面做了研究：
　　（1）研究和学习国内外的检测技术，结合本课题中要解决的问题，选择适合该系统的检测方案对比分析点激光和线激光的优缺点，最后选择线激光作为光源，结合数字图像处理技术，实现对路面进行快速、高效、高精度的检测；
　　（2）针对路面的检测环境和检测工况的要求，选择适合系统的硬件设备，包括摄像机、图像采集卡、工控机等。同时对车辙检测技术中的系统标定和图像处理两项关键技术进行了深入研究。图像处理主要是通过图像去噪以及准确地提取出光条中心坐标来实现，系统标定主要是通过最小二乘法解二维成像方程来完成；
　　（3）选择有代表性的公路进行实车测试，验证了系统的可行性，并根据检测结果对算法做进一步的调整和改进，并对路面车辙深度进行评价与分析。
　　该研究对于准确检测公路路面车辙病害、提高道路养护能力具有重要价值，并且在实际当中有重要的工程实践意义和理论研究意义。

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第一章 绪论

1.1.研究背景

1.2.项目研究的必要性

1.3.国内外检测技术项目及现状

1.4.本文主要内容

第二章 车辙检测系统检测方法及原理

2.1.路面车辙综述

2.2.路面车辙检测方法综述

2.3.线激光车辙检测系统原理

2.4.本章小结

第三章 车辙检测系统总体方案

3.1.车辙深度检测系统功能及设计要求

3.2.车辙深度检测系统总体方案设计

3.3.车辙深度检测系统总体结构设计

3.4.车辙深度检测系统硬件结构组成

3.5.本章小结

第四章 车辙图像处理

4.1.噪声消除

4.2.图像细化

4.3.本章小结

第五章 车辙检测系统的标定与实验分析

5.1.摄像机模型

5.2.标定方法

5.3.车辙深度检测实验分析

5.4.本章小结

全文总结与展望

主要工作内容和结论

进一步工作展望

参考文献

致谢