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基于线激光的沥青路面构造深度检测系统
| 论文题名： | 基于线激光的沥青路面构造深度检测系统 |
| 关键词： | 沥青路面;线激光;图像处理;构造深度;检测系统 |
| 摘要： | 随着我国经济快速平稳的发展,高速公路里程数已经跃居世界第二,如何对庞大的公路网进行有效的养护已经成为交通工程领域研究的重要课题。路面检测是公路养护的主要任务,路面检测对行车的安全性、舒适性、节约运输费用和时间有着重要的意义,因此提高路面检测技术的水平对交通事业的发展有着深远的影响。 激光三角测量技术以其非接触、快速和高精度等优点广泛应用于道路检测领域。该方法适用于中短距离的测量,尤其当检测物体表面轮廓、位移时,此方法非常有效。但随着工业检测技术的快速发展,对测量精度的要求越来越高,高速化、小型化、智能化已经成为三角检测技术发展的趋势。传统激光三角检测法采用点阵式光源,虽然测量精度高,但是由于采集频率和采集间隔的原因导致获取样本数据点不丰富。本文主要针对沥青路面构造深度检测技术进行深入的研究讨论,在传统测量沥青路面构造深度的基础上实现了利用线激光和面阵相机检测沥青路面的构造深度。着重讲述了本系统整体的搭建平台、布局架构、硬件原理、路面图像算法处理及三维图像恢复等技术。硬件处理模块主要针对如何驱动步进电机,使步进电机可以带动编码器的运转,编码器控制面阵相机按照系统设定的采集频率进行路面图像采集,将采集的数据存储方便后续数据处理。 在获取路面图像过程中,对遮挡和沟壑造成的断面轮廓线条不连续(断点)问题,从几何面积角度出发,提出一种基于斜率渐变的图像断点插值算法。该算法主要步骤分为:1)利用一阶差分求出断点两侧的斜率值; 2)根据相邻已知像素点的坐标值,以及曲线斜率渐变的趋势和光斑坐标值之间的关系,计算出断点处的像素坐标值的斜率; 3)进而通过三角几何关系计算出缺失像素点的坐标值,并依据轮廓线恢复出路面的三维形貌。 本文在传统点阵激光三角检测系统的基础上大大增加了样本点数,通过实验结果表明该检测方法有利于系统整体的集成化和智能化。 |
| 作者： | 孙瑞宁 |
| 专业： | 信号与信息处理 |
| 导师： | 冯兴乐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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