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原文传递一种道路路面状况检测方法及检测系统

专利名称：	一种道路路面状况检测方法及检测系统
摘要：	本发明公开了一种道路路面状况检测方法及检测系统，采用白天使用阳光作为光源、晚上使用光照强度恒定的波长范围为580‑1100nm的灯源作为光源，采集两块本底580‑1100波段的反射光谱数据，利用不同物质的反射比不同和不同光照情况下不同物质的光谱曲线变化情况不同，使用比值法判断路面状况。本发明采集580‑1100波段的光谱曲线，对比强吸收和强反射方式的单点光谱采集方式，准确定更高、稳定性更好。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广西;45
申请人：	桂林电子科技大学
发明人：	熊显名;张文涛;张乾坤;曾启林;张丽娟
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910432962.7
公开号：	CN110108655A
代理机构：	北京中济纬天专利代理有限公司
代理人：	石燕妮
分类号：	G01N21/31(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	541004 广西壮族自治区桂林市七星区金鸡路1号
主权项：	1.一种道路路面状况检测方法，其特征在于，包括如下步骤：平行于路面放置第一本底，垂直于路面放置第二本底，所述第一本底表面和第二本底表面在检测光源的照射下反射光线；采集所述第一本底和所述第二本底的反射光谱数据；比较第一本底反射光谱数据和第二本底反射光谱数据，得到道路路面状况检测结果。 2.根据权利要求1所述的一种道路路面状况检测方法，其特征在于，所述检测光源为太阳光或人造灯源中的一种。 3.根据权利要求2所述的一种道路路面状况检测方法，其特征在于，所述检测结果为路面积雪、路面正常、路面结冰或路面有水中的一种。 4.根据权利要求3所述的一种道路路面状况检测方法，其特征在于，比较第一本底反射光谱数据和第二本底反射光谱数据，得到道路路面状况检测结果，具体步骤包括：对第一本底反射光谱数据和第二本底反射光谱数据进行预处理；根据第二本底反射光谱数据判断所述检测光源类型；用预处理后的第二本底反射光谱数据除以预处理后的第一本底反射光谱数据，得到比较数据，根据所述比较数据的波形判断道路路面状况，得到道路路面状况检测结果。 5.根据权利要求4所述的一种道路路面状况检测方法，其特征在于，当所述检测光源为太阳光时：若所述比较数据的波形位于第一设定区间内，则所述道路路面状况为路面正常；若所述比较数据的波形位于所述第一设定区间下方，则所述道路路面状况为路面积雪；若所述比较数据的波形位于所述第一设定区间上方，将所述第一光谱数据输入BP神经网络分类模型中进行识别，以判断道路路面状况为路面结冰或路面有水中的一种。 6.根据权利要求5所述的一种道路路面状况检测方法，其特征在于，训练BP神经网络，以得到所述BP神经网络分类模型的方法包括：大量采集15000-70000/counts光照下，分别带有1mm-10mm水量的、1mm-10mm厚度的冰层的第一本底的反射光谱样本数据，和同等光照强度下第二本底的反射光谱样本数据；对第一本底的反射光谱样本数据和第二本底的反射光谱样本数据进行预处理；用预处理后的第二本底的反射光谱样本数据除以预处理后的第一本底的反射光谱样本数据，得到样本比较数据，并取出第二本底的反射光谱曲线中660-680nm波段的光谱样本数据作为光源环境特征值；将样本比较数据与光源环境特征值进行融合，得到修正样本比较数据；将修正样本比较数据按照一定比例分为训练样本数据和测试样本数据，将训练样本数据输入BP神经网络模型，对BP神经网络模型进行训练，将测试样本数据输入训练后的BP神经网络模型进行验证，得到所述BP神经网络分类模型。 7.根据权利要求4所述的一种道路路面状况检测方法，其特征在于，当所述检测光源为人造灯源时：若所述比较数据的波形位于第一设定区间内，则所述道路路面状况为路面正常；若所述比较数据的波形位于所述第一设定区间下方，则所述道路路面状况为路面积雪；若所述比较数据的波形位于所述第一设定区间上方，且所述比较数据的波形位于第二设定区间内，则所述道路路面状况为路面结冰；若所述比较数据的波形位于第二设定区间上方，则所述道路路面状况为路面有水。 8.根据权利要求4-7中任一所述的一种道路路面状况检测方法，其特征在于，所述预处理包括十次波形相加求平均和五点三次算法平滑处理。 9.一种道路路面状况检测系统，其特征在于，包括:第一光谱仪、第二光谱仪、第一本底、第二本底、检测光源、数据处理器、预警器和显示器，所述第一光谱仪和第二光谱仪均与数据处理器连接；所述检测光源用于照射第一本底表面和第二本底表面，使第一本底表面和第二本底表面反射光线；所述第一本底与路面平行放置，以使冰、水和雪能够自然落于第一本底上面；所述第二本底与路面垂直放置，以避免冰、水和雪落于第二本底上；所述第一光谱仪用于采集所述第一本底的反射光谱数据；所述第二光谱仪用于采集所述第二本底的反射光谱数据；所述数据处理器用于对第一本底的反射光谱数据和第二本底的反射光谱数据进行比较，以得到道路路面状况检测结果，并将所述检测结果传输到显示器和预警器；所述预警器安装于道路上，用于根据接收到的检测结果，发出预警；所述显示器安装在控制室中，用于显示所述检测结果。 10.根据权利要求1所述的名字，其特征在于，所述检测光源为太阳光或人造灯源。
所属类别：	发明专利