[发明专利]一种三维路面标准轮廓提取方法及系统

说明书

本发明提供三维路面标准轮廓提取方法及系统，所述方法包括：基于待检测三维路面断面控制轮廓，获取所述断面轮廓特征点；通过计算所述断面轮廓的上、下包络线以及所述断面轮廓各特征点到上、下包络线的距离，对所述断面轮廓特征点进行标准化处理；通过计算所述上、下包络线为相似标准轮廓的置信度获取所述断面的病害类型，依据所述断面的病害类型选取对应的断面轮廓特征点生成断面标准轮廓，实现待检测三维路面断面标准轮廓的提取。本发明具有快速、准确提取三维路面标准轮廓的有益效果。

技术领域

本发明涉及道路检测技术领域，更具体地，涉及三维路面标准轮廓提取方法及系统。

背景技术

近年来，随着经济的飞速发展，我国公路里程数正在持续增加，公路交通已成为我国经济发展的命脉。在公路的使用过程中，由于受到各种自然和非自然因素的影响，会产生多种公路病害(诸如裂缝、车辙、坑槽、拥包、沉陷等)，这些病害严重影响着公路的使用性能及安全性。因此，快速准确地检测公路的健康状况，为公路养护维修提供路面状况分析指标是非常重要的。

目前，绝大多数的路面变形类病害检测主要依靠工作人员现场人眼观测，这种传统的人工检测法，存在着安全、速度及精度等诸方面的问题，而且后期处理的工作量通常也很巨大，不适应大规模公路检测的要求。此外，还有利用高速度高精度摄像机快速地拍摄路面图像，后利用计算机进行处理，得到路面病害信息，由于拍摄的图像是平面图形，无法获取病害的深度信息，坑槽、沉陷、拥包、车辙等变形类病害在路面图像中很难有效识别。

目前三维建模技术已经广泛应用于各个领域，从宏观国土调查、三维可视化、三维动漫、高精度三维建模到三维打印均得到广泛应用。根据激光三角测量原理，基于线结构光结合视觉传感器测量的方法实现同一姿态、同一时刻的同步测量，即要求一次测量采样一个完整断面，保证一个断面在同一个姿态下完成测量，基于线结构光结合视觉传感器测量获取的三维点云数据可准确获取高精度的路面断面轮廓三维信息，同时也包含了缺陷二维信息。

路面三维点云数据中单个断面轮廓主要由路面标准轮廓、控制轮廓、路面纹理三种成分构成。标准轮廓表示正常的路面轮廓，包含测量姿态(车载三维系统由于横滚等因素造成的横断面倾斜现象)，但不包含宏观和微观病害轮廓信息(如：坑槽、车辙、沉陷、拥包、裂缝等)；控制轮廓为贴合路面数据的轮廓，包含宏观病害轮廓信息(如：坑槽、车辙、沉陷、拥包等)，但不包含微观病害信息(如：裂缝)；路面纹理为正常情况下路面材料颗粒形成的轮廓局部细小起伏，如图1所示。

发明内容

本发明为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，提供三维路面标准轮廓提取方法及系统。

根据本发明的一个方面，提供一种三维路面标准轮廓提取方法，包括：

步骤1，基于待检测三维路面断面控制轮廓，获取所述断面轮廓特征点；

步骤2，通过计算所述断面轮廓的上、下包络线以及所述断面轮廓各特征点到上、下包络线的距离，对所述断面轮廓特征点进行标准化处理；

步骤3，通过计算所述上、下包络线为相似标准轮廓的置信度获取所述断面的病害类型，依据所述断面的病害类型选取对应的断面轮廓特征点生成断面标准轮廓，实现待检测三维路面断面标准轮廓的提取。

进一步，所述步骤1前还包括：

步骤0，利用基于线扫描的三维测量传感器对待检测三维路面断面进行数据采集，将采集到的数据经过预处理得到断面控制轮廓CP。

进一步，所述步骤1进一步包括：

S11，将所述断面控制轮廓CP的n个断面测量点作为输入，CP＝{CP₁，CP₂，…，CP_n}；

S12，计算所述断面控制轮廓CP上各个测量点的支撑区域的右边界和左边界；