本發(fā)明涉及路面檢測系統(tǒng)領(lǐng)域，具體而言涉及一種道路或其他類似構(gòu)筑物鋪面的裂縫，坑槽的測量方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，在路面裂縫病害檢測領(lǐng)域，裂縫病害的破損主要采用人工直接觀測判讀和利用計(jì)算機(jī)對裂縫二維圖像的裂縫識(shí)別方法。采用人工直接觀測判讀，其存在的主要問題是不能進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，檢測過程中影響正常行車安全，檢測效率和檢測精度還待提高。

采用基于裂縫二維圖像的裂縫識(shí)別方法，其分析的依據(jù)是裂縫在一定光照條件下的光照特性與路面本身存在的差異，但是這不是裂縫的本質(zhì)特性，由于無法徹底克服二維圖像傳感原理，其在采集過程中的光照條件、陰影、路面油污、雜物等干擾因素，僅通過裂縫二維圖像獲得的信息無法提取到完整的裂縫信息，且無法反映裂縫的深度特征。

近期還產(chǎn)生了一種利用gnss(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))的三維可視化測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過連接衛(wèi)星系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)將其傳送到專用的設(shè)備進(jìn)行讀寫，能夠達(dá)到較精確的測量結(jié)果，但是其價(jià)格昂貴，不適于普遍大量的使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種檢測效率和精度高且能實(shí)現(xiàn)裂縫病害的定量自動(dòng)智能處理的路面裂縫病害檢測方法與檢測系統(tǒng)。

本發(fā)明的上述目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征實(shí)現(xiàn)，從屬權(quán)利要求以另選或有利的方式發(fā)展獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提出一種路面裂縫病害檢測方法，包括以下步驟:

步驟1、激光發(fā)生器向車道發(fā)射扇面激光光束，在待測路面形成串連的折彎標(biāo)線；

步驟2、激光標(biāo)線圖像采集裝置基于預(yù)定的采集周期采集步驟1中的串連的折彎標(biāo)線，得到標(biāo)線圖像；

步驟3、對步驟2中得到的標(biāo)線圖像進(jìn)行高通濾波得到路面裂縫病害的脈沖高程數(shù)值圖像；

步驟4、對所述脈沖高程數(shù)值圖像進(jìn)行處理得到路面裂縫病害的結(jié)果。

本發(fā)明的另一方面提出一種路面裂縫病害檢測系統(tǒng)，包括安裝于可移動(dòng)的測量車上的梁，該可移動(dòng)的測量車可沿車道移動(dòng)，可移動(dòng)的測量車上安裝有激光發(fā)生器，激光發(fā)生器由多組平面激光發(fā)生器組成：

所述梁上安裝有激光標(biāo)線圖像采集裝置,所述激光發(fā)生器用于向所述車道發(fā)射激光光束，在待測路面形成串連的折彎標(biāo)線，所述激光標(biāo)線圖像采集裝置用于采集路面串連的折彎標(biāo)線形成標(biāo)線圖像；

所述測量車上設(shè)置有圖像采集與信息處理系統(tǒng)，該圖像采集與信息處理系統(tǒng)用于向所述激光標(biāo)線圖像采集裝置發(fā)送圖像采集控制信號(hào)，使激光標(biāo)線圖像采集裝置基于預(yù)定的采集周期采集獲取標(biāo)線圖像，并將標(biāo)線圖像進(jìn)行高通濾波處理得到待測路面的脈沖高程數(shù)值圖像。

由以上本發(fā)明的技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過利用平面激光發(fā)生器向路面斜射形成串連的折彎標(biāo)線，通過圖像采集裝采集串連的折彎標(biāo)線，通過里程控制器控制采集周期，對標(biāo)線圖像進(jìn)行高通濾波，得到脈沖高程數(shù)值圖像，進(jìn)一步處理可得裂縫病害，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：建立以分道線為縱坐標(biāo)方向y軸，橫道線為橫坐標(biāo)方向x軸，分道線與橫道線相交點(diǎn)為原點(diǎn)，路面病害深度方向?yàn)閦軸的脈沖高程數(shù)值圖像，采用對串連的折彎標(biāo)線分別進(jìn)行低通濾波處理和全譜保真處理，將全譜保真處理得到的全譜斷面數(shù)值曲線與低通濾波處理得到的低通濾波連續(xù)斷面數(shù)值曲線進(jìn)行差分得到路面裂縫病害的 脈沖高程數(shù)值圖像，對脈沖高程數(shù)值圖像進(jìn)一步處理可得到裂縫病害，例如按照定量的高程與寬度方便地對病害統(tǒng)計(jì)與分類，避免了出現(xiàn)窄裂縫和淺裂縫的漏檢問題，實(shí)現(xiàn)路面病害的自動(dòng)智能處理，解決了國內(nèi)外普遍采用圖像攝影方法存在的水跡，油跡產(chǎn)生的偽裂縫問題，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜灰度圖形自動(dòng)判讀。

應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細(xì)地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本發(fā)明公開的發(fā)明主題的一部分。另外，所要求保護(hù)的主題的所有組合都被視為本發(fā)明公開的發(fā)明主題的一部分。

結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本發(fā)明教導(dǎo)的前述和其他方面、實(shí)施例和特征。本發(fā)明的其他附加方面例如示例性實(shí)施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的具體實(shí)施方式的實(shí)踐中得知。

附圖說明

附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個(gè)圖中示出的每個(gè)相同或近似相同的組成部分可以用相同的標(biāo)號(hào)表示。為了清晰起見，在每個(gè)圖中，并非每個(gè)組成部分均被標(biāo)記?，F(xiàn)在，將通過例子并參考附圖來描述本發(fā)明的各個(gè)方面的實(shí)施例，其中：

圖1是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)路面病害檢測方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2實(shí)施例中利用激光發(fā)生器所產(chǎn)生的激光標(biāo)線示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說明如下。

在本發(fā)明公開中參照附圖來描述本發(fā)明的各方面，附圖中示出了許多說明的實(shí)施例。本發(fā)明公開的實(shí)施例不必定意在包括本發(fā)明的所有方面。應(yīng)當(dāng)理解， 上面介紹的多種構(gòu)思和實(shí)施例，以及下面更加詳細(xì)地描述的那些構(gòu)思和實(shí)施方式可以以很多方式中任意一種來實(shí)施，這是因?yàn)楸景l(fā)明所公開的構(gòu)思和實(shí)施例并不限于任何實(shí)施方式。另外，本發(fā)明公開的一些方面可以單獨(dú)使用，或者與本發(fā)明公開的其他方面的任何適當(dāng)組合來使用。

結(jié)合圖1、圖2、圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例一種路面裂縫病害檢測方法，包括以下步驟：激光發(fā)生器12向車道發(fā)射激光光束，在待測路面m形成串連的折彎標(biāo)線ab；激光標(biāo)線圖像采集裝置14基于預(yù)定的采集周期采集串連的折彎標(biāo)線ab，得到標(biāo)線圖像,對標(biāo)線圖像進(jìn)行高通濾波得到待測路面的脈沖高程數(shù)值圖像；對脈沖高程數(shù)值圖像進(jìn)行處理得到路面裂縫病害的結(jié)果。

作為可選的實(shí)施方式，高通濾波是通過對標(biāo)線圖像分別進(jìn)行低通濾波處理和全譜保真處理，將全譜保真處理得到的全譜斷面數(shù)值圖像與低通濾波處理得到的低通濾波連續(xù)斷面數(shù)值圖像進(jìn)行差分得到路面裂縫病害的脈沖高程數(shù)值圖像。

作為可選的實(shí)施方式，將標(biāo)線ab圖像進(jìn)行全譜保真處理，使之能夠完整的再現(xiàn)標(biāo)線圖像，避免由于數(shù)據(jù)的失真使測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

設(shè)計(jì)路面在使用中車輪碾壓、環(huán)境及內(nèi)部作用產(chǎn)生的表面變形，產(chǎn)生各種病害，連續(xù)性高程變形病害用平整度、車轍、擁包及浪涌等表示，而突變型高程變化如裂縫、坑槽、破碎等，使原本是宏觀平面的設(shè)計(jì)路面表面變成復(fù)雜曲面，因此裂縫與各種路面病害的本質(zhì)特征是路面高程脈沖變化—表現(xiàn)為高程變化的深度、寬度及長度，我們在本發(fā)明的實(shí)施方案中將復(fù)雜曲面的問題進(jìn)行網(wǎng)格元數(shù)值擬合，建立以設(shè)計(jì)路面為基面，以分道線為縱坐標(biāo)y，橫道線為橫坐標(biāo)x，垂直方向?yàn)閦，在數(shù)據(jù)計(jì)算路段的短程車道坐標(biāo)范圍，按收據(jù)采集點(diǎn)劃分為測量數(shù)據(jù)網(wǎng)格點(diǎn)陣。只要能嚴(yán)格測量得到每個(gè)路元網(wǎng)格的高程數(shù)值則可嚴(yán)格重建實(shí)際復(fù)雜路面。我們在本發(fā)明的方案中，對復(fù)雜路面空間譜進(jìn)行高通濾波處理則得到脈沖變形如裂縫和小坑槽及沉降錯(cuò)臺(tái)等信號(hào)譜。

通過我們的研究發(fā)現(xiàn)，裂紋病害尤其表現(xiàn)為高程的變化，我們的方案通過 高頻濾波得到脈沖高程數(shù)值圖像，其中的高頻分量包括裂縫病害的深度，寬度及長度特征，方便實(shí)現(xiàn)裂縫病害的定量自動(dòng)智能處理，解決了國內(nèi)外普遍采用圖像攝影方法存在的水跡、油跡產(chǎn)生的偽裂縫問題，復(fù)雜灰度圖形自動(dòng)判讀。

圖2為一種路面裂縫病害檢測系統(tǒng)，包括安裝于可移動(dòng)的測量車1上的梁2，該可移動(dòng)的測量車1可沿車道移動(dòng)，可移動(dòng)的測量車1上安裝有激光發(fā)生器12，激光發(fā)生器12由多組平面激光發(fā)生器組成：

梁2上安裝有激光標(biāo)線圖像采集裝置14,所述激光發(fā)生器12用于向所述車道發(fā)射激光光束，在待測路面形成串連的折彎標(biāo)線ab，所述圖像采集與信息處理系統(tǒng)11被設(shè)置用于向所述的激光標(biāo)線圖像采集裝置14發(fā)送圖像采集控制信號(hào)，使激光表象圖像采集裝置14基于預(yù)定的采集周期采集獲取標(biāo)線圖像，用于對標(biāo)線圖像進(jìn)行高通濾波：產(chǎn)生以分道線為縱坐標(biāo)方向y軸，橫道線為橫坐標(biāo)方向x軸，分道線與橫道線相交點(diǎn)為原點(diǎn)，路面病害深度方向?yàn)閦軸的脈沖高程數(shù)值圖像。

作為可選的實(shí)施方式，測量車1上還安裝有里程控制器，里程控制器用于計(jì)算測量車1的行進(jìn)距離，圖像采集與信息處理系統(tǒng)11根據(jù)所述測量車1的行進(jìn)并基于一定的采集周期發(fā)送圖像采集控制信號(hào)以控制所述激光標(biāo)線圖像采集裝置14采集路面串連的折彎標(biāo)線，形成標(biāo)線圖像。較佳的采集周期小于100mm，便于連續(xù)采集標(biāo)線圖像，使標(biāo)線圖像連續(xù)。

較佳的，所述激光標(biāo)線圖像采集裝置14包括安裝于同一梁上并呈直線分布的多組ccd，所述ccd可以是面陣ccd或陣列ccd，該多組ccd位于所述串連的折彎標(biāo)線的正上方。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述平面激光發(fā)生器12發(fā)出的平面激光與路面的角度小于45度，保證一定的投影放大率；平面激光發(fā)生器12的底部與地面高度大于300mm，且多組平面激光發(fā)生器12間的角度可調(diào),該平面激光發(fā)生器12的角度通過傳感器，wifi或者其他無線傳輸方式使之能夠根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述多組平面激光發(fā)生器12安裝于同一梁2上.

激光發(fā)射器12和激光標(biāo)線圖像采集裝置14安裝在同一梁2上，以減小和消除了系統(tǒng)誤差。該梁在一些實(shí)施例中構(gòu)造成z字形。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述激光標(biāo)線圖像采集裝置14設(shè)于串連的折彎標(biāo)線ab的正上方。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，參考圖3所示多組平面激光發(fā)生器12為3個(gè)且相鄰兩平面激光發(fā)生器12間的間隔為1米；或多組平面激光發(fā)生器12為4個(gè)且相鄰兩平面激光發(fā)生器12間的間隔為0.75米；本發(fā)明在保證串連的折彎標(biāo)線ab能夠覆蓋整個(gè)車道的情況下，可以根據(jù)需要設(shè)置和安排平面激光發(fā)生器的個(gè)數(shù)和間隔，避免路面裂縫病害的漏檢。

由以上本發(fā)明的技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過利用平面激光發(fā)生器12向路面斜射形成串連的折彎標(biāo)線ab，基于預(yù)定的采集周期激光標(biāo)線圖像采集裝置14采集串連的折彎標(biāo)線ab，得到標(biāo)線圖像，通過里程控制器控制采集周期，對圖像采集與信息處理系統(tǒng)11對標(biāo)線圖像進(jìn)行高通濾波，得到脈沖高程數(shù)值圖像，進(jìn)一步處理可得到裂縫病害；與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果在于：以分道線為縱坐標(biāo)方向y軸，橫道線為橫坐標(biāo)方向x軸，分道線與橫道線相交點(diǎn)為原點(diǎn)，路面病害深度方向?yàn)閦軸的脈沖高程數(shù)值圖像，采用對串連的折彎標(biāo)線ab分別進(jìn)行低通濾波處理和全譜保真處理，將全譜保真處理得到的全譜斷面數(shù)值曲線與低通濾波處理得到的低通濾波連續(xù)斷面數(shù)值曲線進(jìn)行差分得到路面裂縫病害的脈沖高程數(shù)值圖，避免了出現(xiàn)窄裂縫和淺裂縫的漏檢問題，實(shí)現(xiàn)路面病害的自動(dòng)智能處理，解決了國內(nèi)外普遍采用圖像攝影方法存在的水跡，油跡產(chǎn)生的偽裂縫問題，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜灰度圖形自動(dòng)判讀，且通過計(jì)算機(jī)處理直接得到路面病害的相關(guān)信息，保證了安全性。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。