基于數(shù)字圖像處理的瀝青路面裂縫識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、作為瀝青路面最重要的兩種破損形式，疲勞開(kāi)裂和車(chē)轍已經(jīng)成為影響路面使用性能的主要因素。根據(jù)交通部《高速公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢測(cè)方法（試行）》之規(guī)定，公路養(yǎng)護(hù)部門(mén)需要定期對(duì)公路路面狀況進(jìn)行病害調(diào)查，以便指定相應(yīng)的維修養(yǎng)護(hù)策略。而瀝青路面裂縫是路面疲勞開(kāi)裂與車(chē)轍的直觀表現(xiàn)形式，因此瀝青路面裂縫必然成為路面調(diào)查的一項(xiàng)重要指標(biāo)。傳統(tǒng)的人工裂縫調(diào)查方法越來(lái)越不能適應(yīng)高速公路發(fā)展的要求，其主要缺陷是速度慢，個(gè)人主觀程度大，而且花費(fèi)高，危險(xiǎn)，還影響正常交通。因

2、此，研發(fā)有效的自動(dòng)檢測(cè)算法是當(dāng)前急待解決的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。本文將針對(duì)路面破損圖像裂縫檢測(cè)算法中存在的一些難題，運(yùn)用數(shù)字圖像學(xué)原理和方法，從路面圖像的增強(qiáng)、分割、裂縫的度量和分類、集成圖像的路面管理系統(tǒng)等多個(gè)方面進(jìn)行研究。并根據(jù)路面破損圖像特點(diǎn)，重點(diǎn)研究路面裂縫分割算法。主要的研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　1、在圖像預(yù)處理方面，根據(jù)路面裂縫圖像的特點(diǎn)，為了更好地突出圖像裂縫線形特征的方向性，對(duì)單模板進(jìn)行擴(kuò)展，并構(gòu)造了8個(gè)方向的模板。提出

3、和實(shí)現(xiàn)了圖像掩膜平滑預(yù)處理算法，并在試驗(yàn)中與其他方法進(jìn)行對(duì)比，顯示出一定得優(yōu)越性。
　　2、重點(diǎn)研究基于數(shù)字圖像處理的路面裂縫自動(dòng)識(shí)別算法。首先，對(duì)OSTU閾值分割算法進(jìn)行改進(jìn)，提出最大類內(nèi)、類間距離閾值準(zhǔn)則。其次，運(yùn)用小波技術(shù)，分析不同的小波基，分解水平，重構(gòu)策略對(duì)路面圖像裂縫識(shí)別的影響。進(jìn)而改進(jìn)小波變換梯度和模最大值圖像分割算法，提出新的小波技術(shù)圖像分割算法，并在圖像裂縫識(shí)別中成功的運(yùn)用。最后，運(yùn)用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)原理，提出多尺度頂

4、帽變換，根據(jù)結(jié)構(gòu)元素的類型、結(jié)構(gòu)元素的大小、膨脹操作的次數(shù)等對(duì)路面圖像進(jìn)行分割試驗(yàn)，并取得較好的效果。
　　3、在裂縫寬度、長(zhǎng)度、面積、密度及空洞等幾何特征提取的基礎(chǔ)上，提出了識(shí)別線性裂縫和網(wǎng)狀裂縫的方法，識(shí)別縱向裂縫和橫向裂縫的方法，以及識(shí)別塊狀裂縫和龜裂的方法。這些方法與復(fù)雜的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法相比，計(jì)算成本較低，無(wú)需進(jìn)行大量的樣本訓(xùn)練，因此可在無(wú)人為干預(yù)的情況下，對(duì)裂縫進(jìn)行自動(dòng)分類。
　　4、提出了集成數(shù)字圖像的路面管理