用于交通部门道路施工场景下的路面折损检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及公共交通技术领域，揭露了一种用于交通部门道路施工场景下的路面折损检测方法及系统，包括：提取路面数据的路面数据特征，对路面数据进行分类，得到分类路面数据；对待检测路面进行三维建模，得到待检测建模路面，识别待检测建模路面的建模路面折损特征，分析待检测路面的路面表面折损；对待检测路面进行超声波检测，得到路面回波信号，对路面回波信号进行调制，得到调制回波信号，提取调制回波信号的频域特征参数，分析待检测路面的路面内部折损；标记待检测路面的弯沉落锤点，对弯沉落锤点进行落锤检测，得到路面落锤响应，分析待检测路面的路面强度折损；构建待检测路面的路面折损报告；提高对路面折损检测的准确性

【技术实现步骤摘要】
用于交通部门道路施工场景下的路面折损检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及公共交通
，属于专门适用于特定经营部门的系统或方法，具体涉及一种用于交通部门道路施工场景下的路面折损检测方法及系统
。

技术介绍

[0002]路面折损检测是指通过特定的方法和工具，对路面的损坏程度进行评估和分析的过程
。
路面折损检测对于保证道路的安全
、
舒适度和耐用性至关重要，因为它可以帮助道路管理者及时发现和修复问题，防止道路进一步损坏，提高道路的使用寿命和行车安全性
。
[0003]目前路面折损检测主要是通过施工人员对道路进行肉眼观察
、
触摸检查以及对路面进行激光扫描仪的方式来判断路面的折损程度，这种方法容易受施工人员经验
、
主观判断以及公路结构材料的影响，无法对路面的内部状态进行准确评估，从而导致对路面折损检测的不过精准
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种用于交通部门道路施工场景下的路面折损检测方法及系统，其主要目的在于提高对路面折损检测的准确性
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供的一种用于交通部门道路施工场景下的路面折损检测方法，包括：采集道路施工场景中待检测路面的路面数据，提取所述路面数据的路面数据特征，基于所述路面数据特征，对所述路面数据进行分类，得到分类路面数据；根据所述分类路面数据和所述路面数据特征，对所述待检测路面进行三维建模，得到待检测建模路面，识别所述待检测建模路面的建模路面折损特征，基于所述建模路面折损特征，分析所述待检测路面的路面表面折损；对所述待检测路面进行超声波检测，得到路面回波信号，对所述路面回波信号进行调制，得到调制回波信号，提取所述调制回波信号的频域特征参数，基于所述频域特征参数，分析所述待检测路面的路面内部折损；标记所述待检测路面的弯沉落锤点，利用预设的落锤式弯沉仪对所述弯沉落锤点进行落锤检测，得到路面落锤响应，通过路面落锤响应，分析所述待检测路面的路面强度折损；基于所述路面表面折损
、
所述路面内部折损以及所述路面强度折损，构建所述待检测路面的路面折损报告
。
[0006]可选地，所述提取所述路面数据的路面数据特征，包括：识别所述路面数据中的路面图像；对所述路面图像进行降噪处理，得到降噪路面图像；计算所述降噪路面图像的图像梯度；基于所述图像梯度，对所述降噪路面图像进行边缘像素检测，得到图像边缘像素；
基于所述图像边缘像素，分析所述降噪路面图像的几何特征；基于所述图像梯度，分析所述降噪路面图像的纹理特征；提取所述路面数据的材料结构数据；分析所述材料结构数据的结构特征；对所述几何特征
、
所述纹理特征以及所述结构特征进行特征融合，得到所述路面数据的路面数据特征
。
[0007]可选地，所述基于所述图像梯度，对所述降噪路面图像进行边缘像素检测，得到图像边缘像素，包括：计算所述降噪路面图像的标准差；基于所述图像梯度和所述标准差，利用下述公式计算所述降噪路面图像的图像边缘强度：；其中，表示图像在（
a,b
）位置的图像边缘强度，
σ
表示降噪路面图像的标准差， 表示降噪路面图像在（
a,b
）位置图像梯度对应的水平梯度，表示降噪路面图像在（
a,b
）位置图像梯度对应的垂直梯度，
a
表示降噪路面图像在（
a,b
）图像梯度对应的横坐标，
b
表示降噪路面图像在（
a,b
）位置的纵坐标；基于所述图像边缘强度，标记所述降噪路面图像的图像边缘像素
。
[0008]可选地，所述根据所述分类路面数据和所述路面数据特征，对所述待检测路面进行三维建模，得到待检测建模路面，包括：识别所述分类路面数据中的点云数据；基于所述点云数据，构建所述待检测路面的地理坐标系统；基于所述点云数据和所述地理坐标系统，构建所述待检测路面的初始路面模型；根据所述路面数据特征，对所述初始路面模型进行细节增加，得到细节路面模型；对所述细节路面模型进行参数化建模，得到所述待检测建模路面
。
[0009]可选地，所述识别所述待检测建模路面的建模路面折损特征，包括：构建所述待检测建模路面的折损判定规则；所述折损判定规则是指公路在使用过程中因包括材料疲劳
、
老化
、
损伤的原因导致其性能下降或结构安全受到威胁时，所依据的一套标准和原则，具体为：利用包括混凝土强度降低和钢结构变形的量化指标以及包括裂缝
、
脱落
、
腐蚀的损伤形态作为判断规则；基于所述折损判定规则，标记所述待检测建模路面的路面折损点；识别所述路面折损点的折损点数据；基于所述折损点数据，分析所述待检测建模路面的建模路面折损特征
。
[0010]可选地，所述提取所述调制回波信号的频域特征参数，包括：对调制回波信号进行预处理，得到处理回波信号；对所述处理回波信号进行傅里叶变换，得到频域信号；对所述频域信号进行幅度谱分析，得到信号幅度谱；根据所述信号幅度谱，评估所述频域信号的功率谱密度；基于所述信号幅度谱和所述功率谱密度，提取所述调制回波信号的频域特征参
数
。
[0011]可选地，所述对所述处理回波信号进行傅里叶变换，得到频域信号，包括：分析所述处理回波信号的离散频率点和离散时间点；基于所述离散频率点和所述离散时间点，利用下述公式对所述处理回波信号进行傅里叶变换，得到频域信号：；
[0012]其中，
P
（
k
）表示频域信号，
v
表示处理回波信号的离散时间点，
k
表示处理回波信号的离散频率点，
F
表示处理回波信号的长度，
x
（
v
）表示处理回波信号，
e
表示自然对数的底数，即 e ≈ 2.71828
，
j
表示虚数单位，表示圆周率
。
[0013]可选地，所述利用预设的落锤式弯沉仪对所述弯沉落锤点进行落锤检测，得到路面落锤响应，包括：识别所述弯沉落锤点的路面通行状态；基于所述路面通行状态，构建预设的落锤式弯沉仪的半正弦荷载参数；通过半正弦荷载参数，利用预设的落锤式弯沉仪对所述弯沉落锤点进行落锤检测，得到所述弯沉落锤点的弯曲挠度；根据所述弯曲挠度，分析所述弯沉落锤点的路面落锤响应
。
[0014]可选地，所述通过半正弦荷载参数，利用预设的落锤式弯沉仪对所述弯沉落锤点进行落锤检测，得到所述弯沉落锤点的弯曲挠度，包括：根据所述半正弦荷载参数，计算所述落锤式弯沉仪的落锤冲击力；根据所述落锤冲击力，利用下述公式计算所述弯沉落锤点的弯曲挠度：；
[0015]其中，
D
表示弯曲挠度，
L
表示落锤冲击力，表示弯沉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于交通部门道路施工场景下的路面折损检测方法，其特征在于，所述方法包括：采集道路施工场景中待检测路面的路面数据，提取所述路面数据的路面数据特征，基于所述路面数据特征，对所述路面数据进行分类，得到分类路面数据；根据所述分类路面数据和所述路面数据特征，对所述待检测路面进行三维建模，得到待检测建模路面，识别所述待检测建模路面的建模路面折损特征，基于所述建模路面折损特征，分析所述待检测路面的路面表面折损；对所述待检测路面进行超声波检测，得到路面回波信号，对所述路面回波信号进行调制，得到调制回波信号，提取所述调制回波信号的频域特征参数，基于所述频域特征参数，分析所述待检测路面的路面内部折损；标记所述待检测路面的弯沉落锤点，利用预设的落锤式弯沉仪对所述弯沉落锤点进行落锤检测，得到路面落锤响应，通过路面落锤响应，分析所述待检测路面的路面强度折损；基于所述路面表面折损
、
所述路面内部折损以及所述路面强度折损，构建所述待检测路面的路面折损报告
。2.
如权利要求1所述的用于交通部门道路施工场景下的路面折损检测方法，其特征在于，所述提取所述路面数据的路面数据特征，包括：识别所述路面数据中的路面图像；对所述路面图像进行降噪处理，得到降噪路面图像；计算所述降噪路面图像的图像梯度；基于所述图像梯度，对所述降噪路面图像进行边缘像素检测，得到图像边缘像素；基于所述图像边缘像素，分析所述降噪路面图像的几何特征；基于所述图像梯度，分析所述降噪路面图像的纹理特征；提取所述路面数据的材料结构数据；分析所述材料结构数据的结构特征；对所述几何特征
、
所述纹理特征以及所述结构特征进行特征融合，得到所述路面数据的路面数据特征
。3.
如权利要求2所述的用于交通部门道路施工场景下的路面折损检测方法，其特征在于，所述基于所述图像梯度，对所述降噪路面图像进行边缘像素检测，得到图像边缘像素，包括：计算所述降噪路面图像的标准差；基于所述图像梯度和所述标准差，利用下述公式计算所述降噪路面图像的图像边缘强度：；其中，表示图像在（
a,b
）位置的图像边缘强度，
σ 表示降噪路面图像的标准差， 表示降噪路面图像在（
a,b
）位置图像梯度对应的水平梯度，表示降噪路面图像在（
a,b
）位置图像梯度对应的垂直梯度，
a
表示降噪路面图像在（
a,b
）图像梯度对应的横坐标，
b
表示降噪路面图像在（
a,b
）位置的纵坐标；基于所述图像边缘强度，标记所述降噪路面图像的图像边缘像素
。
4.
如权利要求1所述的用于交通部门道路施工场景下的路面折损检测方法，其特征在于，所述根据所述分类路面数据和所述路面数据特征，对所述待检测路面进行三维建模，得到待检测建模路面，包括：识别所述分类路面数据中的点云数据；基于所述点云数据，构建所述待检测路面的地理坐标系统；基于所述点云数据和所述地理坐标系统，构建所述待检测路面的初始路面模型；根据所述路面数据特征，对所述初始路面模型进行细节增加，得到细节路面模型；对所述细节路面模型进行参数化建模，得到所述待检测建模路面
。5.
如权利要求1所述的用于交通部门道路施工场景下的路面折损检测方法，其特征在于，所述识别所述待检测建模路面的建模路面折损特征，包括：构建所述待检测建模路面的折损判定规则；所述折损判定规则是指公路在使用过程中因包括材料疲劳
、
老化
、
损伤的原因导致其性能下降或结构安全受到威胁时，所依据的一套标准和原则，具体为：利用包括混凝土强度降低和钢结构变形的量化指标以及包括裂缝
、
脱落
、
腐蚀的损伤形态作为判断规则；基于所述折损判定规则，标记所述待检测建模路面的路面折损点；识别所述路面折损点的折损...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎琴，王涛，吴媛，熊延华，
申请(专利权)人：贵州省公路建设养护集团有限公司，
类型：发明
国别省市：