基于（图像）三维数据的沥青路面构造深度算法研究

摘要

伴随着社会经济的飞速发展,公路交通的基础设施得到进一步改善,然而如何有效的对公路网络进行养护,以及随着频发的交通事故,解决日益突出的交通安全问题,是交通工程领域、道路检测领域一直以来的重要研究课题。路表参数指标的测定,虽然是公路养护部门的主要任务,但路表参数指标不仅影响着行车安全性,而且对行车的舒适性、高效性等均有着深远的意义。故提高路表参数指标的测定方法,对交通事业继续维持高水平、高速率发展,有着长足而深远的意义。
　　本文主要针对沥青路面路表纹理构造的采集图像,提取高度数据矩阵,再矩阵经过预处理的操作后,实施分区域典型值平面拟合算法,最终确定待测沥青路面的构造深度值。
　　在文章中,首先根据非接触式线激光三角测量法,来介绍图像采集的总体原理方案,并分析说明了图像采集的封装装置。然后,针对沥青路面路表材质的特殊性,阐述采集图像的高度数据信息的生成、提取,详细说明了高度数据矩阵的裁剪预处理、滤波预处理,为算法的实施夯实充分的准备。
　　本文重点阐述了,如何根据采集图像提取的高度数据矩阵,来计算沥青路面构造深度的平面拟合设计算法。该算法利用矩阵分区域的最值作为典型值,通过散点拟合平面的方式,来获取沥青路面路表纹理构造的绝对深度差值,采用平均值的思想,以及绝对差值的思想,求取待测沥青路面的构造深度值。
　　通过实验室环境、实际沥青路面环境的系统实验与数据结果比对,验证了本设计算法的有效性、普适性、可靠性,该算法不仅具有与体积法的良好相关性,而且实验数据结果波动性较小。故本设计算法可应用于沥青路面的构造深度检测,亦可应用于道路检测领域的其他参数指标的测定。

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第一章 绪论

1. 1研究背景和研究意义

1. 2国内外研究现状

1. 3主要研究内容

1. 4论文章节安排

1. 5本章小结

第二章 沥青路面构造深度图像采集系统的设计

2. 1图像采集系统的设计原理

2. 2图像采集系统的结构

2. 3图像采集系统的工作原理

2. 4本章小结

第三章 纹理构造信息的提取与处理

3. 1高度信息的产生与提取

3. 2数据矩阵的预处理

3. 3本章小结

第四章 沥青路面构造深度的算法设计

4. 1现有算法的研究分析

4. 2拟合算法的选择

4. 3平面拟合算法的设计

4. 4本章小结

第五章 实验结果与实验分析

5. 1实验数据的分析比对

5. 2实验分析

5. 3本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢