一种沥青路面构造深度检测方法技术

本申请适用于路面检测技术领域，提供了一种沥青路面构造深度检测方法，包括：获取沥青路面的多个视角的图像；多个视角的图像包括一参考图像和环绕沥青路面拍摄的

【技术实现步骤摘要】
一种沥青路面构造深度检测方法


[0001]本申请属于路面检测
，尤其涉及一种沥青路面构造深度检测方法
。

技术介绍

[0002]沥青路面表面构造与摩擦力不仅影响驾驶舒适感，而且在车辆加减速时影响交通安全的重要因素
。
在各国规范中路面的构造深度是沥青路面抗滑性的一项重要技术指标，路面构造深度越大则抗滑能力越好
。
新建路面的构造深度最大，随着服务年限的增加，路表面会逐渐磨耗，致使车轮和路面间的摩擦力降低
。
由于路面摩擦力不足导致的交通事故屡见不鲜
。
因此，在新建路面验收以及运营路面质量衰变检测中，构造深度是一项重要的检测指标
。
[0003]常用的沥青路面抗滑性检测方法主要有制动距离法
、
摆式仪法
、
铺砂法
、
激光法和横向力系数法
。
其中，铺砂法是检测路面构造深度的主要方法，根据
ASTM E 965
和
T0961
‑
95
等规范，分为电动铺砂法和人工铺砂法
。
铺砂法将细砂平铺在路面上呈圆饼状，记录圆的几何尺寸计算平均构造深度
(MTD
，
Mean Texture Depth)。
规范
EN 13036
‑1将细砂由玻璃球代替，后者的粒径范围更小，且操作中更容易被推平
。
铺砂法存在一些弊端，例如操作手法对结果的影响很大，费时费力
。
细砂难以回收并不环保，且在角度较大的斜坡上无法使用，受气候影响大，雨天或大风天无法测量
。
尽管如此，铺砂法仍作为许多测量
MTD
的新方法的准确度依据
。
[0004]激光法是利用线激光设备对路面进行测距，用距离数值绘制断面的高程散点图，反映路面的凹凸纹理特性
。
激光断面的分析方法得到平均断面深度
(MPD
，
Mean Profile Depth)
与
MTD
的匹配需要计算相关关系，三维分析方法一般通过相对高程或体积计算得到
MTD。
[0005]安装线激光扫描设备的道路检测车可以在行驶中记录路面的细观纹理起伏，一些便携式的激光设备对室内和小范围检测提供帮助
。Cigada
等人将两个工业激光三角位移传感器安装在道路检测车上，以传感器预估的行驶速度推算路面纹理形态，较慢的形式速度如
10km/h
可以测量小于
0.5mm
的波长
。White
等人研发了手持式激光
MTD
设备，在
0.5mm
～
1.5mm
的铺砂
MTD
范围内，得到的
ETD
数据比较准确
。
环形纹理测试仪
(CTMeter)
也是基于激光测量的可移动
MTD
检测设备
。Abe
等人和
Hanson
等人将
CTMeter
得到的测点
MPD
数据与
MTD
比较，得到了良好的相关性和较小的误差结果
。
激光测量用于细观纹理分析时的精度很高，但由于光度或光线阴影不利条件下容易产生无效读数，受外界环境和路面材料本身的表面反射特性影响，三角测量存在着重采样和滤波效果的问题
。
[0006]除此之外，郑木莲等利用
SAFEGATE
摩擦因数测试车测定路面抗滑性能
。Wasilewska
等利用防滑阻力测试仪和摩擦力观测仪测试抗滑力，进而对路面抗滑性能进行评估
。
窦光武为评价路面抗滑性能，采用高精度激光测距传感器对路面构造深度进行测量
。
周兴林等基于激光视觉法测量了沥青路面的构造深度，通过图像处理方法估算了路面断面深度
(MPD)
进而评价路面抗滑性能
。
钱振东等用数字图像处理技术重构车辙板表面三维纹
理模型，通过差分盒维数法计算三维纹理模型的分形维数，研究了分形维数与抗滑性能的关系
。Ueckermann
等基于光学纹理测量的非接触式防滑电阻对路面纹理进行测量以评价路面抗滑性能
。Nejad
等基于图像的自动系统通过自动图像获取系统
(IAS)
捕获路面纹理图像对路面抗滑性能进行评估
。Liang
等基于三维检测系统中点云数据生成路面纹理的3‑
D
虚拟模型来计算平均纹理深度
(MTD)
，评估路面抗滑性能
。Cui
等基于多线激光和双目视觉技术对沥青路面平均纹理深度进行测量，引入了多线激光配对和极线约束技术，以实现多线激光与双目视觉之间的图像匹配，依次算出沥青路面平均轮廓深度
。
[0007]鉴于此，随着照相设备和三维重建技术的发展，该技术在分析沥青混凝土的表面纹理和表面裂纹缺陷等方面逐步开展应用研究
。Chen
等人利用三目相机采集路面纹理图像并进行三维重建，提取路面的高程数据计算
MTD。
等人研发了由线激光和双摄像头组成的扫描设备，利用相机图像进行扫描对象的水平和垂直矫正
。
事实上，激光和结构光方法均属于发射主动光源的主动视觉方法，而相机拍摄的单目
、
双目及多目视觉法是利用外部光源的被动视觉方法
。
但是目前这些检测沥青路面构造深度的效率和精度欠佳
。

技术实现思路

[0008]本申请实施例提供了一种沥青路面构造深度检测方法，可以解决检测沥青路面构造深度的效率和精度欠佳的问题
。
[0009]本申请实施例提供了一种沥青路面构造深度检测方法，包括：
[0010]获取沥青路面的多个视角的图像；多个视角的图像包括一参考图像和环绕沥青路面拍摄的
n
个源图像，拍摄参考图像的相机的光轴垂直于沥青路面；
[0011]将多个视角的图像输入深度图重建模型进行深度图重建，得到参考图像的深度图；
[0012]获取深度图的绝对深度值，并对深度图进行裁剪，得到具有绝对深度值的深度图；
[0013]对具有绝对深度值的深度图进行拟合，得到拟合平面；
[0014]基于拟合平面进行倾斜误差的矫正获得沥青路面的准确深度图；
[0015]根据准确深度图获取沥青路面的构造深度
。
[0016]可选的，获取深度图的绝对深度值，包括：
[0017]在已知厚度的标定板内部四个角获取四对标定点；四个角与四对标定点一一对应；
[0018]通过深度值计算公式获取深度图的绝对深度值；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种沥青路面构造深度检测方法，其特征在于，包括：获取沥青路面的多个视角的图像；所述多个视角的图像包括一参考图像和环绕所述沥青路面拍摄的
n
个源图像，拍摄所述参考图像的相机的光轴垂直于所述沥青路面；将所述多个视角的图像输入深度图重建模型进行深度图重建，得到所述参考图像的深度图；获取所述深度图的绝对深度值，并对所述深度图进行裁剪，得到具有所述绝对深度值的深度图；对具有所述绝对深度值的深度图进行拟合，得到拟合平面；基于所述拟合平面进行倾斜误差的矫正获得所述沥青路面的准确深度图；根据所述准确深度图获取所述沥青路面的构造深度
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述深度图的绝对深度值，包括：在已知厚度的标定板内部四个角获取四对标定点；所述四个角与所述四对标定点一一对应；通过深度值计算公式获取所述深度图的绝对深度值；所述深度值计算公式为：其中，
Z
abs
表示所述深度图的绝对深度值，
Z
rel
表示所述深度图的相对深度值，
scale
表示所述标定板的比例尺系数，
x
表示所述标定板的厚度，
Z
blue_i
表示第
i
对标定点中一个标定点的相对深度值，
Z
red_i
表示第
i
对标定点中另一个标定点的相对深度值
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述深度图进行裁剪，得到具有所述绝对深度值的深度图，包括：利用所述标定板对所述深度图进行裁剪，得到具有所述绝对深度值的深度图；裁剪后的深度图的尺寸与所述标定板的尺寸相同
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对具有所述绝对深度值的深度图进行拟合，得到拟合平面，包括：利用
RANSAC
算法对具有所述绝对深度值的深度图进行拟合，得到拟合平面
。5.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述拟合平面进行倾斜误差的矫正获得所述沥青路面的准确深度图，包括：获取所述拟合...

【专利技术属性】
技术研发人员：但汉成，陆冰洁，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：