【技术实现步骤摘要】
基于断面局部极值及分段稀疏的三维路面裂缝提取方法
本专利技术涉及线扫描三维数据处理
,尤其涉及一种基于断面局部极值及分段稀疏的三维路面裂缝提取方法。
技术介绍
随着线扫描三维测量技术的发展,三维测量系统能获取越来越多的三维路面数据,包括不同路面背景及不同裂缝类型的数据。但是实际工程应用利用车载三维系统采集的路面三维数据中包含有较为明显的行车姿态起伏以及路面变形信息,这些大范围的姿态变形信息等为裂缝检测任务带来困难,并且不利于三维裂缝深度、宽度及长度等三维信息的获取。另一方面,裂缝在线扫描三维数据中由于系统噪声、路面纹理结构等,使得裂缝在高程横断面上并不是总是呈现典型的V型结构。传统的模板匹配、边缘检测等方法对于三维数据裂缝存在一定的漏检、误检等问题。现有的路面裂缝检测及信息提取方法类别主要包括基于二维视觉特性的路面裂缝检测方法和基于三维路面数据的路面裂缝检测方法。其中,基于二维视觉特征的路面裂缝检测方法主要通过光学相机及视频等获取路面数据,通过路面裂缝的边缘和灰度特性与路面背景差异进行分析提取。例如,利用裂缝的灰度低于路面背景而提取裂缝种子区域再结合裂缝的形状特性进行判定;结合裂缝的边缘特性利用图像处理中常用的边缘检测算子获取二维数据中的裂缝信息等。此类方法无法克服环境光照、阴影、以及路表轮胎磨痕、油渍等对标线检测的影响,其适用性较为有限。基于三维路面数据的路面裂缝检测方法通常使用车载线扫描三维数据,结合三维数据精度,横向分辨率一般为1mm,利用路面裂缝的高程通常低于路面背景的特性进行检 ...
【技术保护点】
1.一种基于断面局部极值及分段稀疏的三维路面裂缝提取方法,其特征在于,包括:/n获取路面的线扫描三维数据,根据所述线扫描三维数据中任一实际横断面的高程数据中相邻两点的高程差值,获取该实际横断面的局部高程极大值点和局部高程极小值点,将所述局部高程极大值点和局部高程极小值点作为极值点;/n选择所述极值点进行删除,使得保留的极值点按照坐标从小到大的顺序呈现局部高程极大值点和局部高程极小值点交叉排列;对保留的极值点中的异常极值点进行删除,将保留的极值点中连续的极值点构成的线段作为极值稳定段;/n从所述极值稳定段中选择多个点作为稀疏点,对所述稀疏点中的异常稀疏点进行删除,将保留的稀疏点作为稳定置信点;若相邻两个稳定置信点之间的距离大于预设距离,则在所述相邻两个稳定置信点之间补充置信点,将补充的置信点和所有稳定置信点构成该实际横断面的稳定置信点集;/n对所述稳定置信点集中置信点间的缺失点进行插值,获取该实际横断面对应的理想横断面,对所述理想横断面进行滤波,获取所述理想横断面的参考轮廓,根据该实际横断面与所述参考轮廓之间的高程差值从该实际横断面中选择疑似裂缝点,根据所述线扫描三维数据中所有实际横断面 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于断面局部极值及分段稀疏的三维路面裂缝提取方法,其特征在于,包括:
获取路面的线扫描三维数据,根据所述线扫描三维数据中任一实际横断面的高程数据中相邻两点的高程差值,获取该实际横断面的局部高程极大值点和局部高程极小值点,将所述局部高程极大值点和局部高程极小值点作为极值点;
选择所述极值点进行删除,使得保留的极值点按照坐标从小到大的顺序呈现局部高程极大值点和局部高程极小值点交叉排列;对保留的极值点中的异常极值点进行删除,将保留的极值点中连续的极值点构成的线段作为极值稳定段;
从所述极值稳定段中选择多个点作为稀疏点,对所述稀疏点中的异常稀疏点进行删除,将保留的稀疏点作为稳定置信点;若相邻两个稳定置信点之间的距离大于预设距离,则在所述相邻两个稳定置信点之间补充置信点,将补充的置信点和所有稳定置信点构成该实际横断面的稳定置信点集;
对所述稳定置信点集中置信点间的缺失点进行插值,获取该实际横断面对应的理想横断面,对所述理想横断面进行滤波,获取所述理想横断面的参考轮廓,根据该实际横断面与所述参考轮廓之间的高程差值从该实际横断面中选择疑似裂缝点,根据所述线扫描三维数据中所有实际横断面的疑似裂缝点提取所述路面中的裂缝。
2.根据权利要求1所述的基于断面局部极值及分段稀疏的三维路面裂缝提取方法,其特征在于,根据所述线扫描三维数据中任一实际横断面的高程数据中相邻两点的高程差值,获取该实际横断面的局部高程极大值点和局部高程极小值点,将所述局部高程极大值点和局部高程极小值点作为极值点;选择所述极值点进行删除,使得保留的极值点按照坐标从小到大的顺序呈现局部高程极大值点和局部高程极小值点交叉排列的步骤包括:
将任一实际横断面的高程数据中当前点的高程减去当前点的后一个点的高程,获取第一差值;
将当前点的前一个点的高程减去当前点的高程,获取第二差值;
若所述第一差值大于0且所述第一差值与所述第二差值的乘积小于0,则将当前点作为局部高程极大值点;
若所述第一差值小于0且所述第一差值与所述第二差值的乘积小于0,则将当前点作为局部高程极小值点;将所述极值点按照坐标从小到大的顺序进行排序;
将排序结果中任一极值点的高程减去该极值点的后一个极值点的高程,获取第三差值,并将所述第三差值按照所述第三差值对应的两个极值点中前一个极值点的坐标从小到大的顺序进行排序;
若排序结果中连续两个第三差值同为正,则删除所述连续两个第三差值中后面一个第三差值对应的两个极值点中前一个极值点;若排序结果中连续两个第三差值同为负,则删除所述连续两个第三差值中前面一个第三差值对应的两个极值点中前一个极值点,使得排序结果中保留的极值点按照坐标从小到大的顺序呈现局部高程极大值点和局部高程极小值点交叉排列。
3.根据权利要求1所述的基于断面局部极值及分段稀疏的三维路面...
【专利技术属性】
技术研发人员:张德津,曹民,桂容,林红,田霖,
申请(专利权)人:武汉武大卓越科技有限责任公司,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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