一种基于三维数据的路面错台量检测算法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于三维数据的路面错台量检测算法及系统，具体包括如下步骤：输入路面三维数据矩阵并对数据进行去噪处理；然后绘制出错台的高度直方图；根据错台的高度直方图找出计算错台量的阈值；再根据阈值将错台的三维数据矩阵划分为两部分；最后分别计算两部分的平均值并求两值之差便为该错台的错台量。本发明专利技术只需输入采集到的路面三维数据矩阵，即可计算出路面错台量，因此，该检测计算简单、运行时间短，无需人工参与，算法效率高、检测精确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维数据的路面错台量检测方法及系统
本专利技术属于道路工程领域，特别是指一种路面裂缝类别判断及特征提取的方法。
技术介绍
路面错台对路面平整度、舒适性等路用性能有很大影响。很多国家对路面错台的研究非常重视，已经陆续开展了许多相关研究。国际高速公路研究协会对包括美国各州、加拿大多个省份、联邦公路局以及世界道路协会等56个在业界有一定权威性的道路交通部门多年来实际使用的错台检测技术进行了调研、分析，结果证明，当前使用普遍并且检测结果能得到认可的方法主要分为两大类：人工检测方法和自动检测方法。人工检测方法主要有佐治亚电子错台仪、机械式错台仪以及AASHTO方法，这三种检测方法，速度慢、对交通造成的干扰大、精度低，而且由于采样点数据的限制，存在无法通过检测得到精确错台量进而对错台破坏程度进行等级划分即评价的缺陷。自动检测方法近年来国内外均有涉足，取得了一些成果，但是，尚存在比如检测过程中的很多环节需要检测人员的参与而导致的自动化程度较低、实际操作难实现、无法消除路面的不一致性和多样性等自然环境所带来的影响，以及在路面面板变形或倾斜的情况下错台量的计算存在较大失真等问题。对于目前国内外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于三维数据的路面错台量检测算法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：读取路面三维数据矩阵Mm×n；步骤2：对路面三维数据矩阵Mm×n进行去噪处理，得到去噪后的路面三维数据矩阵M'm×n；步骤3：绘制错台的高度直方图Hist；步骤4：根据错台的高度直方图得到错台量的阈值th；步骤5：逐行遍历去噪后的路面三维数据矩阵M'm×n，将矩阵M'm×n中所有大于等于错台量阈值th的数据存入一个矩阵O1中，并将所有小于错台量阈值th的数据存入另一个矩阵O2中，从而将去噪后的路面三维数据矩阵M'm×n划分为两部分；步骤6：分别计算两个矩阵中数据的算术平均值avg1和avg2，利用下式计算目标错台的错台...

【技术特征摘要】
1.一种基于三维数据的路面错台量检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：读取路面三维数据矩阵Mm×n；步骤2：对路面三维数据矩阵Mm×n进行去噪处理，得到去噪后的路面三维数据矩阵M'm×n；步骤3：绘制错台的高度直方图Hist；具体包括如下步骤：步骤31，将去噪后的三维数据矩阵M'm×n中所有数据取与其最接近的整数，得到高度数据矩阵Om×n；步骤32，找出矩阵Om×n中的最大高度数据值max；步骤33，创建长度为(max+1)的一维矩阵f，将高度数据矩阵Om×n中每个高度值value在高度数据矩阵Om×n中出现的次数f(value)按照从0到max的顺序依次存入一维矩阵f；其中max为高度数据矩阵Om×n的最大值；步骤34，以高度数据矩阵Om×n中高度值value为横坐标，以每个高度值value值在一维矩阵f中出现的次数f(value)为纵坐标绘图，得到错台的高度直方图Hist；步骤4：根据错台的高度直方图得到错台量的阈值th；步骤5：逐行遍历去噪后的路面三维数据矩阵M'm×n，将矩阵M'm×n中所有大于等于错台量阈值th的数据存入一个矩阵O1中，并将所有小于错台量阈值th的数据存入另一个矩阵O2中，从而将去噪后的路面三维数据矩阵M'm×n划分为两部分；步骤6：分别计算两个矩阵中数据的算术平均值avg1和avg2，利用下式计算目标错台的错台量：JFMV＝|avg1-avg2|*u其中，u为采集路面图像的相机的转换系数。2.如权利要求1所述的基于三维数据的路面错台量检测方法，其特征在于，所述步骤1中的路面三维数据矩阵Mm×n：zij表示行号为i，列号为j所对应的路面高度。3.如权利要求1所述的基于三维数据的路面错台量检测方法，其特征在于，所述步骤2对路面三维数据矩阵Mm×n进行去噪处理具体包括如下步骤：画出路面高度直方图，图中横坐标为路面三维数据矩阵中的高度数据，纵坐标为路面三维数据矩阵中的对应于每个高度数据段的元素个数；将路面高度直方图中两个高度数据段所对应的元素分别标记；其他高度数据段对应的元素标记为噪声点；对标记的噪声点进行滤波处理，得到去噪后的路面三维数据矩阵M'm×n。4.如权利要求1所述的基于三维数据的路面错台量检测方法，其特征在于，所述步骤4根据错台的高度直方图得到错台量的阈值th具体包括如下步骤：步骤41，分别计算高度数据矩阵Om×n中数据的平均值avg、最大值max、最小值min和标准偏差sd；高度数据矩阵Om×n中数据的平均值avg即错台所在高低两个面板的平均高度；步骤42，在错台的高度直方图Hist上，以横坐标值等于平均值avg为分界点，分别找出其左、右两侧峰值所对应的横坐标即高度值，分别记为val1和val2；步骤43，若val2-val1≤sd，则说明该错台的高度直方图Hist的两峰值中有一个峰值很低，需另寻低峰的位置，则执行步骤44；否则，令valp1＝val1，valp2＝val2，若valp2已被赋过值，此处就不再赋值；其中，valp1与valp2存储有效峰值所对应的高度；跳至步骤47；步骤44，比较和若则令valP1＝val1；否则令valP1＝val2；步骤45，将一维矩阵f从小到大排列，找出其中值点对应的下标，记为valmid；步骤46，若valmid＞avg，表明小峰在大峰左边；执行步骤(a)；若valmid＜avg，表明小峰在大峰右边，执行步骤(b)；(a)向左调节分界点：逐行扫描高度数据矩阵Om×n，找出所有满足Oij≤valp1的高度值，存入一个新的一维矩阵F1，Oij代表矩阵Om×n中的第i行第j列数据；计算新矩阵F1中高度值的平均值令avg＝avg',跳至步骤42；(b)向右调节分界点：逐行扫描高度数据矩阵Om×n，找出所有满足Oij≥valp1的高度值，存入一个新的一维矩阵F1，计算新矩阵F1中高度值的平均值令avg＝avg'，跳至步骤42；步骤47，计算阈值th：5.一种基于三维数据的路面错台量检测系...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，沙爱民，孙朝云，郝雪丽，呼延菊，赵海伟，苏瑜，魏子尧，朱少君，胡艳侠，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61