详情

原文传递道路脱空区域高度演化预测方法、电子设备及存储介质

专利名称：	道路脱空区域高度演化预测方法、电子设备及存储介质
摘要：	道路脱空区域高度演化预测方法、电子设备及存储介质，属于道路检测工程技术领域。为解决准确预测道路脱空区域高度演化规律。本发明采用探地雷达采集道路内部图像；将采集的道路内部图像进行病害目标区域的提取，得到病害道路内部脱空区域图像数据；基于得到的病害道路内部脱空区域图像数据，计算病害道路脱空区域实际高度；根据计算得到的病害道路脱空区域实际高度构建病害道路脱空区域高度演化模型。本发明实现了道路内部脱空区域高度演化规律的分析。可用于辅助养护人员对脱空区域高度及其变化趋势进行量化判断，以及对不同等级脱空的划分，并进行对应的养护决策方案制定。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司
发明人：	孟安鑫;吴成龙;安茹;郭路;刘星
专利状态：	有效
申请日期：	2023-10-17T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202311336723.4
公开号：	CN117077449A
代理机构：	哈尔滨市伟晨专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	韩立岩
分类号：	G06F30/20;G06F30/13;G06V20/10;G06V10/28;G06V10/422;G06F18/2131;G01S7/41;G01V3/12;G01V3/38;G06T7/00;G06T7/60;G06Q10/20;G06Q50/08;G06F111/10;G06F119/02;G;G06;G01;G06F;G06V;G01S;G01V;G06T;G06F30;G06V20;G06V10;G06F18;G01S7;G01V3;G06T7;G06F30/20;G06F30/13;G06V20/10;G06V10/28;G06V10/422;G06F18/2131;G01S7/41;G01V3/12;G01V3/38;G06T7/00;G06T7/60
申请人地址：	518131 广东省深圳市龙华区民治街道龙塘社区星河传奇花园三期商厦1栋C座1210
主权项：	1.一种道路脱空区域高度演化预测方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、采用探地雷达采集道路内部图像； S2、将步骤S1采集的道路内部图像进行病害目标区域的提取，得到病害道路内部脱空区域图像数据； S3、基于步骤S2得到的病害道路内部脱空区域图像数据，计算病害道路脱空区域实际高度； S4、根据步骤S3计算得到的病害道路脱空区域实际高度构建病害道路脱空区域高度演化模型。 2.根据权利要求1所述的一种道路脱空区域高度演化预测方法，其特征在于，步骤S2的具体实现方法包括如下步骤： S2.1、采用最大类间方差法，对步骤S1采集的道路内部图像进行二值化处理，得到二值化处理后的道路内部图像； S2.2、将步骤S2.1二值化处理后的道路内部图像统计全部连通区域内像素总数量，然后删除像素总数量小于500的连通区域，保留像素总数量大于等于500的连通区域，并将删除像素处理后的道路内部图像的连通区域编号为N1，N2…Ni…Nc； S2.3、对步骤S2.2删除像素处理后的道路内部图像建立坐标系，以图像左上角的顶点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，提取删除像素处理后的道路内部图像的全部连通区域中像素的坐标点，设置连通区域Ni的最左侧像素点坐标为、最右侧像素点坐标为/>、最顶端像素点坐标为/>，定义坐标表达式为：；；；其中，为连通区域Ni的最左侧像素点的/>轴坐标，/>为连通区域Ni的最左侧像素点的y轴坐标； S2.4、采用计算倾角的方法筛选出具有双曲线特征的区域，分别求取顶端像素点到最左侧像素点、最右侧像素点的倾角Ag1和Ag2，表达式为：；；然后提取顶端像素点到最左侧像素点、最右侧像素点的倾角的最大值，记为，表达式为：；设置临界角度，提取连通区域Ni中/>的区域为双曲线区域/>； S2.5、提取所有连通区域的双曲线区域，进行重新编号为，其中，为双曲线区域的总数量； S2.6、基于步骤S2.5得到的所有双曲线区域的全部双曲线的顶点坐标，依次提取所有双曲线区域过顶点坐标的单道波形时域数据，依次记录为：，其中，，/>为第/>个双曲线区域过顶点坐标的单道波形时域数据，/>为第/>个双曲线区域过顶点坐标的单道波形时域数据中的第/>个振幅数据； S2.7、采用小波变换的方法将步骤S2.6得到的双曲线区域过顶点坐标的单道波形时域数据转换为频域数据，计算表达式为：；；其中，为第/>个双曲线区域过顶点坐标的单道波形频域数据，/>为尺度，/>为平移量，/>为基本小波；然后计算第个双曲线区域过顶点坐标的单道波形的相位/>，计算表达式为：；其中，为/>的虚部，/>为/>的实部； S2.8、基于电磁波理论设置发射位置处电磁波为，将反射位置处电磁波为/>，构建方向函数/>，表达式为：；计算方向函数，当时，表明电磁波从高介电常数向低介电常数介质传播，病害位置处材料的介电常数小于发射位置，判断第i个双曲线区域为病害道路内部脱空区域； S2.9、计算所有双曲线区域过顶点坐标的单道波形的相位，判断所有双曲线区域的道路内部脱空情况，得到病害道路内部脱空区域图像数据。 3.根据权利要求1或2所述的一种道路脱空区域高度演化预测方法，其特征在于，步骤S3的具体实现方法包括如下步骤： S3.1、采用钻机钻探病害道路，在病害道路现场验证步骤S2中得到的病害道路内部脱空区域图像数据，得到病害道路脱空区域； S3.2、将内窥镜深入病害道路脱空区域，通过内窥镜显示器确定病害道路脱空区域的顶板位置和底板位置，测量顶板位置和底板位置的距离，为病害道路脱空区域实际高度； S3.3、将步骤S3.1验证的病害道路内部脱空区域图像数据采用图像二值化的方法，得到图像二值化处理后的病害道路内部脱空区域图像数据，然后提取二值化处理后的病害道路内部脱空区域图像数据中双曲线的最顶端像素点坐标，过/>做一条与y轴平行的直线与双曲线相交于/>和/>，则/>，/>，则得到病害道路脱空区域的高度/>的计算公式为：/>； S3.4、选取10个病害道路脱空区域，重复步骤S3.1-S3.3，依次得到病害道路脱空区域实际高度，计算得到病害道路脱空区域的高度； S3.5、基于步骤S3.4选取的10个病害道路脱空区域，采用二次函数拟合与/>，得到病害道路脱空区域实际高度计算表达式为：；其中，、/>、/>分别为病害道路脱空区域实际高度计算表达式的二次项参数、一次项参数、常数项参数； S3.6、基于步骤S3.5得到的病害道路脱空区域实际高度计算表达式计算病害道路脱空区域实际高度。 4.根据权利要求3所述的一种道路脱空区域高度演化预测方法，其特征在于，步骤S4的具体实现方法包括如下步骤： S4.1、采集不同时刻的病害道路内部脱空区域雷达图像，按照步骤S3的方法计算病害道路内部脱空区域高度/>，根据病害道路脱空区域实际高度计算表达式计算病害道路脱空区域实际高度/>； S4.2、利用威布尔分布的不可靠度函数拟合/>与的关系，构建病害道路脱空区域高度演化模型；威布尔分布的不可靠度函数的计算表达式为：；其中，、/>、/>依次为偏移参数、尺度参数、形状参数；得到病害道路脱空区域高度演化模型，计算表达式为：。 5.电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-4任一项所述的一种道路脱空区域高度演化预测方法的步骤。 6.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述的一种道路脱空区域高度演化预测方法。
所属类别：	发明专利