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基于视频帧处理技术的摊铺沥青混合料均匀性连续检测方法研究
| 论文题名： | 基于视频帧处理技术的摊铺沥青混合料均匀性连续检测方法研究 |
| 关键词： | 沥青路面;沥青混合料;摊铺均匀性;连续检测;视频帧处理技术 |
| 摘要： | 沥青路面凭借其表面平整、行车舒适以及旧路回收的沥青混合料可再生利用等优点作为高速公路广泛使用的路面形式。沥青混合料受拌合、运输以及施工工艺等因素的影响在摊铺过程中容易产生离析。本文通过使用工业相机对摊铺过程中的沥青混合料进行视频采集，基于数字图像处理技术应用MATLAB软件进行视频帧图像预处理，将集料颗粒分档准确提取，通过对视频帧图像中集料颗粒四边静矩分析，提出了静矩离散系数Cv评价指标以及基于静矩离散系数Cv的离析判定标准，应用LabVIEW程序开发环境开发摊铺沥青混合料均匀性连续检测系统。本文的主要研究内容与结论如下： （1）为增强摊铺沥青混合料视频帧图像质量，对摊铺沥青混合料视频帧图像进行增强算法研究。提出了一种空间域中值滤波平滑、频率域高斯高通滤波锐化、直方图均衡化的视频帧图像空间域和频率域相结合的图像增强算法。 （2）在 MATLAB 软件中进行摊铺沥青混合料视频帧图像预处理方法研究。对增强后的视频帧图像进行全局阈值法二值化、形态学处理、粘连颗粒分割等操作，得到集料颗粒二值化图像，较准确的还原集料在沥青混合料摊铺过程中的分布。 （3）摊铺沥青混合料视频帧图像预处理过后，集料颗粒被提取，定义互不重叠的相邻视频帧为“代表帧”。取“代表帧”上的重叠视频帧进行多次图像预处理，得到“代表帧”图像上集料颗粒在不同视频帧上多次预处理结果，取“代表帧”上的集料颗粒在不同重叠视频帧上的面积均值作为集料颗粒面积。提出集料颗粒在视频帧图像中分档面积比的概念，并与“代表帧”图像区域内的沥青混合料抽提筛分结果对比分析，准确度相比“代表帧”图像一次预处理后集料分档面积占比结果有较大提升。 （4）基于视频帧预处理图像中集料四边静矩分析，对摊铺沥青混合料均匀性评价指标与评价标准研究。提出了分档加权静矩离散系数Cv作为均匀性评价指标，提出“代表帧”图像“平均静矩离散系数”和“修正静矩离散系数”两种计算方法，计算结果一致性较好。依托实体工程，提出摊铺沥青混合料视频采集方案，为更好的对离析程度进行判定，提出基于构造深度比离析标准的静矩离散系数评价标准。 （5）在 MATLAB 软件中进行视频帧图像预处理程序、加权分档静矩离散系数Cv计算程序的编写。运用Labview程序开发环境开发摊铺沥青混合料均匀性连续检测系统。 |
| 作者： | 杨文胜 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 梁乃兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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