基于分数阶积分谷底边界检测的路面裂缝提取

针对路面裂缝图像噪声大、边界弱、裂缝细小导致分割难的问题,提出了一种基于谷底边界的路面裂缝提取方法.该方法首先对原始图像进行邻域平滑处理,在消除噪声的同时扩展了裂缝的相对宽度;接着对图像进行基于分数阶积分的谷底边界检测;然后采用形态学方法对图像进行处理,使裂缝趋于光滑后进行短线噪声去除,并结合最大熵阈值断线连接法自动连接裂缝断口,从而得到最终的裂缝检测结果.实验结果表明,该方法能快速检测出细小的路面裂缝,具有抗噪性能好、定位准确及检测精度高的特点.     

考虑病害三维特征的沥青路面车辙异常检验方法

针对复杂路况下车辙深度异常或横断面数据不完整的问题,提出了基于病害三维特征的路面车辙异常检验方法.首先,对三维图像中激光点异常值进行筛选及修正,利用横断面深度数据应用包络线算法提取最大车辙.考虑到裂缝、坑槽和拥包对车辙提取存在误判,利用三维高程数据建立病害种子检测模型以自动提取裂缝、坑槽和拥包种子点.测试结果表明,车辙深度相对误差小于7%,车辙深度测量重复性小于4%,包络线算法结果与人工测量值的相关系数高达0.999 2.在车辙异常检验中,裂缝种子识别模型准确率和召回率的均值分别为92.18%和84.79%,且F值为88.33%,优于支持向量机及改进的Canny方法.坑槽及拥包种子识别模型检测正确率大于95%.所提方法不仅能高效地提取车辙深度,而且能准确地检验造成车辙检测异常的其他病害.     

基于三维激光路面轮廓调查系统及应用

路面轮廓包含道路质量评定的多种信息,其中路面车辙是衡量路面状况的重要指标.现行人工检测和目前基于点激光或线激光测量设备存在局限性.基于三维激光设备,研究并开发了一种路面轮廓调查系统.设计了一种全新的车载设备布置架构,采用高精度三维数据生成路面轮廓信息并连续计算路面车辙.采用边缘算法对车道区域外数据进行剔除,通过对横断面...     

基于深度学习和ArcMap的路面病害智能综合检测方法

为了提升路面病害检测效率,实现路面病害检测结果的可视化显示,结合深度学习技术和ArcMap地理信息系统,设计一种适用于沥青路面的路面病害智能综合检测方法.该检测方法首先利用基于视觉几何组(visual geometry group, VGG)模型的卷积神经网络进行路面图像分类,再利用基于单步多框检测(single shot MultiBox detector, SSD)模型的目标检测网络实现路面病害识别,最后利用ArcMap地理信息系统生成道路健康地图.测试结果表明：基于VGG-16模型的路面图像分类准确率为94.60%,能够判别正常路面和病害路面;基于SSD模型的路面病害识别平均精确度为87.36%,能够有效识别坑槽、松散、车辙、裂缝、泛油和修补等6类病害类型;基于ArcMap系统的道路健康地图能够实现病害定位与结果显现.     

基于纹理特征的激光拼焊等厚拼缝跟踪点识别方法

针对激光拼焊等厚拼缝间隙窄、仅基于结构光条纹检测时特征点不明显的问题,提出一种基于纹理特征的激光焊接等厚拼缝跟踪点识别方法,首先采用Laws纹理能量滤波方法对原始拼缝图像进行纹理滤波处理,然后采用Canny边缘算子提取板材边缘,再次采用阈值分割方法提取出结构光条纹,最后融合纹理特征和结构光条纹信息识别焊缝跟踪点.实验结果表明,所提出的方法能够实现不同速度下等厚拼缝跟踪点的自动识别,识别精度高且可避免图像灰度值变化带来的识别误差.     

高速公路路面识别技术研究

根据高速公路路面的基本特征,通过分道线特征点投影位置的计算,提取出了比较完整的当前车道分道线特征点。建立道路边缘灰度模型,采用Gabor变换多分辨率的特点,对图像按方向进行滤波处理。实现道路边缘线检测和拟合。实验结果表明,所讨论的方法在工程实践中有实际应用价值。     

基于三维纹理特征的沥青路面级配预估方法

采用三维激光扫描获取路面纹理数据,提取基于几何特征的表面性状参数和基于二维小波变换的多尺度特征参数作为模型输入。通过对比参数和分类器对8种已知级配沥青车辙板的分类效果,验证了表面性状参数与二维小波参数相结合,在多层感知机分类下效果最佳。选用多层感知机多元回归算法对8种路面类型级配曲线进行预估,其拟合优度R2高达0.849。采用消融实验分析不同参数的贡献度,发现二维小波能量参数影响较为显著。     

基于语义分割模型的三维沥青路面车辙异常分析方法

车辙深度是路面状况评价和道路养护的一个重要指标。现有车辙深度测量方法未考虑复杂路况下坑槽、松散、裂缝和桥梁接缝等对车辙计算的影响，其有效性和适用性受到了限制，测量结果的真实性也有待进一步验证。有鉴于此，文中提出了一种基于语义分割模型的沥青路面车辙异常检测与校正方法。采用三维线激光技术采集道路横断面高程数据，利用包络线算法提取车辙深度。对于最大车辙深度超过10 mm的横断面，搭建基于深度学习的语义分割框架，提出改进的DeepLabV3+网络对病害类型进行自动辨识和像素定位，并结合最大车辙深度高程点，设计基于拉格朗日插值的校正规则来对异常车辙进行校正。研究结果表明，改进的DeepLabV3+模型能较为准确地识别和定位造成车辙检测异常的路面病害，其对5种路面特征和病害的综合检测准确率达81.63%，在均交并比（MIoU）和大部分交并比（IoU）上的表现均优于U-Net、PSPNet、DeepLabV3+模型。现场验证结果表明，文中方法不仅能够自动分析车辙异常的原因，还能通过对异常车辙的校正排除其他病害的影响，从而较大程度地还原实际车辙深度水平。文中研究成果可为路面预防性养护提供科学数据支撑。     

基于线结构光的水泥混凝土路面错台三维检测

提出了一种基于线结构光的错台三维检测方法.激光器发出的线结构光垂直入射到路面上,然后由电荷耦合元件(CCD)相机拍摄经路面漫反射形成的光束,实现原始数据采集.依据激光三角法计算出路面三维高度数据,并对三维数据特征和错台形状进行分析,提出了致密错台量计算方法,可得到平均错台量和最大错台量.结果表明:91%的错台三维检测结果与直尺测量结果绝对误差在2mm内.     

基于GPS和车辙的三维路面重构

提出了一种基于地理定位系统(GPS)和横断面车辙数据的路面三维重构模型.针对GPS和车辙的采样间隔不同,首先采用Cardinal插值算法对非等间距的离散GPS点插值,并按间距需求选取等间距的插值点,然后将序列化后的GPS插值数据与车辙数据融合,构造出在三维空间中用于绘制三角形网格的顶点矩阵,最后实现了三维重构路面的绘制.实验表明用该方法重构的三维路面在路面车辙、坑槽及拥包的检测方面有很好的应用价值.     

高温、重载、慢速条件下上坡沥青路面车辙

在调查我国某高速公路某段连续上坡沥青路面车辙病害的基础上,利用粘弹性理论,采用Burges模型模拟沥青混合料粘弹特性,计算了汽车通行一次情况下沥青路面的残余剪应变．全面分析水平力、车辆行驶速度、轴载和温度对上坡沥青路面车辙的影响．研究结果表明,上坡路段水平力对车辙的影响基本可以忽略,而温度的影响巨大,车辆行驶速度和重载的影响大致相当,但都明显小于温度的影响．高温、重载、慢速的不利组合是导致上坡沥青路面短期内出现车辙的决定性因素,而重载和慢速的联合影响是引起上坡车道反复出现车辙的主要原因．计算结果能够很好地解释现场调查发现的车辙病害现象．     

基于足尺沥青路面加速加载车辙试验研究

本文对沥青路面的车辙展开研究,基于足尺沥青路面进行加速加栽车辙试验,在路面加载的各个时期对车辙的断面特征及车辙深度等数据进行了采集。利用Shami对于不同试验温度和荷载作用次数下的APA试验结果进行分析,验证了车辙深度预估模型并对重载交通沥青路面进行车辙预估。     

基于侧向位移法的沥青层流动性车辙分析

为分析高速公路严重车辙路段流动性车辙形成的原因,建立了沥青路面3维有限元模型,提出以沥青层的侧向(横向)位移发展趋势分析法代替传统的竖向位移分析方法.分析结果表明,基于沥青层横向位移发展趋势的车辙变形评价方法能够简单清楚地解释沥青路面流动性车辙形成的方式和原因,指出当沥青上中面层结构组合不协调时,沥青上面层极易出现侧向流动失稳变形.     

基于显微视觉的沥青路面微观纹理三维重构

针对沥青路面微观形貌常用检测方法的不足,融合显微视觉的局部放大特性和数字图像处理技术,提出了基于显微视觉的沥青路面微观纹理三维重构方法。根据激光三角测量原理建立显微视觉三维重构数学模型;利用立体显微镜采集序列图像,对图像进行插值处理和阈值分割,并提取光条中心线;采用Delaunay三角剖分算法实现表面三维重构。与基于聚焦深度的沥青路面微观纹理三维重构方法进行试验对比分析,结果表明,本文方法对光照均匀性无特殊要求,具有精度高、操作简便、三维直观性强等特点。     

级配对混合料压实性能和车辙稳定性的影响

分别以混合料试件达到目标高度时的旋转压实次数Naim及沥青路面分析仪 (APA)浸水车辙深度为评价指标 ,探讨集料级配对沥青混合料压实性能和车辙稳定性的影响 .研究选取 10种级配 ,结果表明 :级配相对于Super pave控制点的分布状况对混合料的压实性能和车辙稳定性均有显著影响 ;与对于控制点约束范围内的级配相比 ,低于控制点约束低限的级配 ,其混合料车辙稳定性更好但更难压实 ;级配线高于、穿过、低于Superpave禁区以及沿禁区低限的混合料其车辙稳定性无显著差异 ;低于控制点低限最远的级配 ,混合料的压实性能最差 ,车辙稳定性也较差 .     

南京长江第四大桥钢箱梁铺装层温度影响系数分析

为了减少现有的钢桥面铺装层车辙深度预估的误差,提出基于长期实测数据的钢桥面铺装车辙评估模型的温度影响系数计算公式。首先对南京长江第四大桥的实测温度概率统计后采用双高斯函数表征其分布;在此基础上修正了现有车辙评估模型中的温度影响系数公式,并利用车辙实测数据对车辙评估模型计算值进行验证。研究结果表明:钢箱梁复合浇筑式铺装层温度可通过双高斯分布描述其概率分布;计入温度影响系数的车辙深度与实际车辙值之间误差较小,相对误差为15.2%。     

沥青路面车辙预估方法的研究

以我国半刚性基层沥青路面车辙损坏为研究对象，在分析车辙的形成机理和车辙主要影响因素的基础上，通过半经验一半理论的分析方法，并结合大量的不同温度、不同压力、不同厚度的车辙试验、抗剪试验以及车辙试验剪应力的计算，提出了适用于我国半刚性基层沥青路面的车辙预估模型，并采用最小二乘法确定了预估模型参数，对沥青路面的设计和有效防止车辙损坏具有重要意义．     

沥青路面沥青层剪应力变化简化模型研究

根据层状弹性理论利用有限元软件ANSYS建立了计算多层沥青路面的有限元模型,并利用其计算多层沥青路面结构的沥青层剪应力沿深度方向的分布规律,通过计算大量结构分析总结出沥青层剪应力随着面层厚度、基层模量和基层厚度改变的变化规律;在这些规律的基础上通过修改伽马分布的密度函数的公式试算得出了沥青面层沿深度方向剪应力规律曲线的数学方程.结合此方程和本课题组研究的车辙预估方程编纂了计算剪应力分布和路面车辙预估的应用软件.     

RAP掺量对半柔性路面路用性能的影响

为了探究再生沥青混合料(RAP)掺量对再生半柔性路面路用性能的影响,以体积法设计基体沥青混合料级配.通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂实验、低温劈裂实验及车辙实验,分析评价不同RAP掺量再生半柔性路面路用性能.结果表明:RAP材料的变异特性、RAP掺量变化等因素使不同路用性能呈现不同变化趋势;当RAP掺量较低时,相关路用性能指标表现良好,当RAP掺量过高时,路用性能明显下降,且劈裂抗拉强度比不满足规范要求;RAP掺量对车辙深度、劈裂抗拉强度和残留稳定度影响较大.     

连续变温下沥青路面车辙分析与高温预警

以南京地区气候特征为例,采用连续变温车辙分析方法模拟不同温度场、不同接地压力下沥青路面车辙的变化规律,分析影响车辙的显著因素,并据此建立考虑气候的日车辙预估模型.结果表明,利用连续变温的路面车辙模拟分析方法可更符合实际地进行车辙模拟分析;车辙主要产生于平均气温高于20℃的高温季节的高温时段,且车辙日发展规律呈"S"曲线.因此以5月份平均气象条件下车辙量为基准,提出以车辙指数IRD为依据的高温预警等级与防护措施.