适用于农村公路的轻量化三维检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种适用于农村公路的轻量化三维检测方法及装置，所述方法包括：利用线扫描三维测量传感器获取原始农村公路路面三维轮廓数据；基于所述原始农村公路路面三维轮廓数据，提取路面目标区域数据和位置，进而得到路面目标区域三维建模数据，对所述路面目标区域进行路面检测，得到检测结果。本发明专利技术的适用于农村公路的轻量化三维检测方法，通过利用线扫描三维测量传感器来获取公路的三维轮廓数据，再根据公路的各种特征确定出实际路面目标区域数据和位置，进而建立路面目标区域三维建模数据，以实现对路面病害等的检测，检测操作方便，结果准确，适合应用于农村公路的大批量检测场景。检测场景。检测场景。

【技术实现步骤摘要】
适用于农村公路的轻量化三维检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及道路检测
，尤其涉及一种适用于农村公路的轻量化三维检测方法及装置。

技术介绍

[0002]农村公路已进入“建养并重”的新发展阶段。截至2020年底，农村公路里程达到438万公里，评定里程达到381万公里，大规模的农村公路全覆盖自动化检测需求迫在眉睫，路况数据是农村公路交安设施安全性提升和大规模养护决策的刚需。
[0003]面向大规模的农村公路检测需求，现有公路设施状态检测技术主要面向高等级的高速公路。由于农村道路具有通行能力差、道路幅宽变化大、地形复杂以及路况差异大等特点，大量农村公路缺乏技术合理、经济可行且结果可靠的检测手段。如何设计一种可靠的农村公路检测方法是一个亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种适用于农村公路的轻量化三维检测方法及装置，用以解决现有技术中农村公路难以检测的缺陷，实现对农村公路进行低成本以及高精度的检测。
[0005]本专利技术提供一种适用于农村公路的轻量化三维检测方法，包括：
[0006]利用线扫描三维测量传感器获取原始农村公路路面三维轮廓数据；所述原始农村公路路面三维轮廓数据为点云数据；
[0007]基于所述原始农村公路路面三维轮廓数据，利用路面表观轮廓的宏观连续性特征、非路面区域位于道路幅宽方向两侧的特征、路面区域与非路面区域相邻位置的高程突变性特征以及测量姿态的连续性特征，提取路面目标区域数据和位置；
[0008]基于所述路面目标区域数据，提取测量姿态信息，并从所述原始农村公路路面三维轮廓数据中消除测量姿态影响，得到路面目标区域三维建模数据；
[0009]基于所述路面目标区域三维建模数据，确定路面的类型；所述路面的类型包括沥青路面、水泥路面、砂石路面中的至少一种；
[0010]基于所述路面目标区域三维建模数据和确定的路面的类型，对所述路面目标区域进行路面检测，得到检测结果；所述路面检测包括路面破损检测、路面平整度检测和路面车辙检测中的至少一种。
[0011]根据本专利技术提供的一种适用于农村公路的轻量化三维检测方法，所述基于所述原始农村公路路面三维轮廓数据，利用路面表观轮廓的宏观连续性特征、非路面区域位于道路幅宽方向两侧的特征、路面区域与非路面区域相邻位置的高程突变性特征以及测量姿态的连续性特征，提取路面目标区域数据和位置，包括：
[0012]基于所述原始农村公路路面三维轮廓数据，对任一横断面内的所有测量点，由内向外计算测量点间距为第一预设距离的两个测量点的高程差；
[0013]若所述高程差大于第一预设阈值，则将位于外侧的测量点标记为异常突变点；
[0014]基于各异常突变点，生成二值图；
[0015]利用形态学处理方法对所述二值图进行延伸，并依据延伸后二值图中连通区域的面积和长度特征进行去噪，以确定路面目标区域数据和位置。
[0016]根据本专利技术提供的一种适用于农村公路的轻量化三维检测方法，所述基于所述路面目标区域数据，提取测量姿态信息，并从所述原始农村公路路面三维轮廓数据中消除测量姿态，得到路面目标区域三维建模数据，包括：
[0017]获取所述路面目标区域数据中任一横断面所对应的起始横断面平均高程和结束横断面平均高程的差值，将所述差值大于预设阈值的横断面确定为跳跃面，以根据所有跳跃面处理所述路面目标区域，并获取所有划分路段；
[0018]根据每一划分路段所有横断面平均高程构建第一时序数据，转化所述第一时序数据为第一频率数据，以根据所述第一频率数据获取各横断面对应测量姿态的俯仰与振动高程；
[0019]根据每一划分路段所有横断面的斜率构建第二时序数据，转化所述第二时序数据为第二频率数据，以根据所述第二频率数据获取各横断面对应测量姿态的横滚角度；
[0020]根据所述横断面对应测量姿态的俯仰与振动高程、所述横断面对应测量姿态的横滚角度修正所述路面目标区域数据，得到路面目标区域三维建模数据；
[0021]所述起始横断面是以所述横断面为中心面，沿数据采集顺序，间隔第一预设长度向前取的对应横断面；所述结束横断面是以所述横断面为中心面，沿数据采集顺序，间隔第一预设长度向后取的对应横断面。
[0022]根据本专利技术提供的一种适用于农村公路的轻量化三维检测方法，所述基于所述路面目标区域三维建模数据，确定路面的类型，包括：
[0023]基于所述路面目标区域的路面三维建模数据，计算所述路面目标区域中各测量点的构造深度；
[0024]根据所述路面目标区域中各测量点的构造深度，得到所述路面目标区域的路面纹理特征；所述路面纹理特征包括路面纹理分布的均匀性、周期性以及尺寸数据大小；
[0025]基于所述路面目标区域的路面纹理特征，确定路面的类型。
[0026]根据本专利技术提供的一种适用于农村公路的轻量化三维检测方法，所述路面平整度检测包括以下步骤：
[0027]基于所述路面目标区域的路面三维建模数据，确定预设位置的纵向轮廓数据；
[0028]在所述预设位置位于所述路面目标区域内的情况下，基于所述预设位置的纵向轮廓数据，计算国际平整度指数IRI；
[0029]在所述预设位置不位于所述路面目标区域内的情况下，对所述预设位置进行标记。
[0030]根据本专利技术提供的一种适用于农村公路的轻量化三维检测方法，所述路面破损检测包括以下步骤：
[0031]将所述路面目标区域的路面目标区域三维建模数据输入至病害识别模型，得到所述病害识别模型输出的病害区域点云数据；所述病害识别模型是以病害路面的点云数据为样本，以所述病害路面中病害区域的点云数据为标签训练得到的；
[0032]基于所述病害区域点云数据以及所述病害区域点云数据对应的位置，确定所述病
害区域的位置；
[0033]基于所述病害区域的位置以及所述路面目标区域的路面三维建模数据，确定所述病害区域的位置、类型、尺寸信息以及影响区域信息。
[0034]根据本专利技术提供的一种适用于农村公路的轻量化三维检测方法，所述病害区域的类型包括裂缝、坑槽、拥包、沉陷、错台、修补、破碎板以及板角断裂中的至少一种，所述病害区域的尺寸信息包括所述病害区域的长度、宽度和深度中的至少一种，所述病害区域的影响区域信息包括影响长度、影响宽度、影响深度、影响面积和影响程度中的至少一种。
[0035]根据本专利技术提供的一种适用于农村公路的轻量化三维检测方法，在所述基于所述路面目标区域三维建模数据和确定的路面的类型，对所述路面目标区域进行路面检测，得到检测结果之后，所述方法还包括：
[0036]将所述路面目标区域的检测结果发送至数据管理平台；
[0037]所述数据管理平台的功能包括数据分析、数据存储、数据分发以及数据展示中的至少一项。
[0038]根据本专利技术提供的一种适用于农村公路的轻量化三维检测方法，所述线扫描三维测量传感器包括：
[0039]传感器，所述传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于农村公路的轻量化三维检测方法，其特征在于，包括：利用线扫描三维测量传感器获取原始农村公路路面三维轮廓数据；所述原始农村公路路面三维轮廓数据为点云数据；基于所述原始农村公路路面三维轮廓数据，利用路面表观轮廓的宏观连续性特征、非路面区域位于道路幅宽方向两侧的特征、路面区域与非路面区域相邻位置的高程突变性特征以及测量姿态的连续性特征，提取路面目标区域数据和位置；基于所述路面目标区域数据，提取测量姿态信息，并从所述原始农村公路路面三维轮廓数据中消除测量姿态影响，得到路面目标区域三维建模数据；基于所述路面目标区域三维建模数据，确定路面的类型；所述路面的类型包括沥青路面、水泥路面、砂石路面中的至少一种；基于所述路面目标区域三维建模数据和确定的路面的类型，对所述路面目标区域进行路面检测，得到检测结果；所述路面检测包括路面破损检测、路面平整度检测和路面车辙检测中的至少一种。2.根据权利要求1所述的适用于农村公路的轻量化三维检测方法，其特征在于，所述基于所述原始农村公路路面三维轮廓数据，利用路面表观轮廓的宏观连续性特征、非路面区域位于道路幅宽方向两侧的特征、路面区域与非路面区域相邻位置的高程突变性特征以及测量姿态的连续性特征，提取路面目标区域数据和位置，包括：基于所述原始农村公路路面三维轮廓数据，对任一横断面内的所有测量点，由内向外计算测量点间距为第一预设距离的两个测量点的高程差；若所述高程差大于第一预设阈值，则将位于外侧的测量点标记为异常突变点；基于各异常突变点，生成二值图；利用形态学处理方法对所述二值图进行延伸，并依据延伸后二值图中连通区域的面积和长度特征进行去噪，以确定路面目标区域数据和位置。3.根据权利要求1所述的适用于农村公路的轻量化三维检测方法，其特征在于，所述基于所述路面目标区域数据，提取测量姿态信息，并从所述原始农村公路路面三维轮廓数据中消除测量姿态，得到路面目标区域三维建模数据，包括：获取所述路面目标区域数据中任一横断面所对应的起始横断面平均高程和结束横断面平均高程的差值，将所述差值大于预设阈值的横断面确定为跳跃面，以根据所有跳跃面处理所述路面目标区域，并获取所有划分路段；根据每一划分路段所有横断面平均高程构建第一时序数据，转化所述第一时序数据为第一频率数据，以根据所述第一频率数据获取各横断面对应测量姿态的俯仰与振动高程；根据每一划分路段所有横断面的斜率构建第二时序数据，转化所述第二时序数据为第二频率数据，以根据所述第二频率数据获取各横断面对应测量姿态的横滚角度；根据所述横断面对应测量姿态的俯仰与振动高程、所述横断面对应测量姿态的横滚角度修正所述路面目标区域数据，得到路面目标区域三维建模数据；所述起始横断面是以所述横断面为中心面，沿数据采集顺序，间隔第一预设长度向前取的对应横断面；所述结束横断面是以所述横断面为中心面，沿数据采集顺序，间隔第一预设长度向后取的对应横断面。4.根据权利要求1所述的适用于农村公路的轻量化三维检测方法，其特征在于，所述基
于所述路面目标区域三维建模数据，确定路面的类型，包括：基于所述路面目标区域的路面目标区域三维建模数据，计算所述路面目标区域中各测量点的构造...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹民，林红，王新林，周会鸿，韦仕仕，
申请(专利权)人：武汉光谷卓越科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：