一种基于移动窗口的路面点云平滑及裂缝信息处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于移动窗口的路面点云平滑及裂缝信息处理方法，属于路面裂缝类病害检测技术领域。方法包括：S10、采集目标区域原始三维点云数据，并对采集的数据进行分块处理，得到路面深度矩阵，并应用邻域均值

【技术实现步骤摘要】
一种基于移动窗口的路面点云平滑及裂缝信息处理方法


[0001]本专利技术属于路面裂缝类病害检测
，更具体地说，涉及一种基于移动窗口的路面点云平滑及裂缝信息处理方法。

技术介绍

[0002]沥青路面作为公路工程的重要组成部分，是推动经济发展的重要基础设施，随着使用年限的增长，沥青路面出现了不同形式病害，其中路面裂缝已经成为公路及城市道路的最主要病害。
[0003]人工走查的判断方式存在工作效率低、劳动强度大、复现性差、人力成本高、精准度低等问题，近年来大量研究利用数字图像处理技术进行沥青路面病害识别，然而，图像信噪比较低，无法精确提取目标信息，应用效果不尽人意，三维点云设备能够获取路表毫米级高程信息，能够避免光照条件、阴影、油污等不利条件的影响，为高效、准确的裂缝检测技术提供了新的研究方向。
[0004]目前常见的路面三维点云裂缝信息提取主要有以下几种：
[0005](1)基于转换为二维灰度图像的裂缝信息提取方法，将点云数据转换为深度数据，进一步转换为灰度图像，通过二维图像的裂缝提取方法提取裂缝信息，该方法较之传统图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于移动窗口的路面点云平滑及裂缝信息处理方法，其特征在于，包括如下步骤：S10、采集目标区域原始三维点云数据，并对采集的数据进行分块处理，得到路面深度矩阵，并应用邻域均值
‑
方差阈值去除离散点；S20、根据步骤S10处理后的路面深度矩阵，采用移动窗口得到的各窗口中位数拟合路面真实曲面，对低于路面曲面的路面深度矩阵点云构建潜在裂缝点云集合；S30、基于潜在裂缝点云集合，利用道路纵向和道路横向上的深度纵向和横向映射，得到真实裂缝区域，确定裂缝起终点位置信息及其最大深度。2.根据权利要求1所述的一种基于移动窗口的路面点云平滑及裂缝信息处理方法，其特征在于，所述步骤S10具体包括：S11、将间距不等离散点云集Ω按设定分辨率S转换为路面深度矩阵Z；Ω＝{p1，p2，...p
N
}，p
i
＝{x
i
，y
i
，z
i
}∈R3；其中，横坐标X＝{x1，x2...，x
i
，...，x
m
}，x1＜x2＜
…
＜x
i
＜
…
＜x
m
，x
i+1
‑
x
i
＝S，纵坐标Y＝{y1，y2，...，y
j
，...，y
n
}，y1＜y2＜
…
＜y
j
＜
…
＜y
n
，y
j+1
‑
y
j
＝S，S12、将步骤S11的路面深度矩阵Z沿X方向与Y方向切片，构建N个k
×
k大小，分辨率S的路面深度矩阵，其中N为分块后路面深度矩阵总数量，N＝(m//k)
×
(n//k)；S13、对N个k
×
k大小，分辨率S的路面深度矩阵应用邻域均值
‑
方差阈值，对每一个点的邻域进行一个统计分析，计算它到所有临近点的平均距离，将平均距离在标准范围之外的点云从数据中去除，得到处理后的路面深度矩阵Z
′
。3.根据权利要求2所述的一种基于移动窗口的路面点云平滑及裂缝信息处理方法，其特征在于，所述步骤S20具体包括：S21、根据处理后的任一路面深度矩阵Z
′
，选择一个面积大于裂缝区域的移动窗口k
′×
k
′
，取每个窗口的深度中位数认为其位为未破损真实路面深度；S22、重复步骤S21，直到所有处理后的路面深度矩阵Z
′
值均被遍历，将所有的点通过三次样条插值法，拟合得到一个平滑的路面曲面Γ，并计算出路面真实深度矩阵Z
″
；S23、用处理后路面深度矩阵Z
′
的深度值减去路面真实深度矩阵Z
″
的深度值，得到点云相对于路面曲面的深度，从而构建潜在裂缝点云集合q。...

【专利技术属性】
技术研发人员：董侨，江宛琪，陈雪琴，顾兴宇，王洋洋，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：