[发明专利]一种线扫描三维路面数据成分分析方法

权利要求书

1.一种线扫描三维路面数据成分分析方法，其特征在于，包括：

通过路面成分特性分析设计适用于三维路面数据的低通滤波器，对待检测三维路面横断面数据进行频域低通滤波，分别获取所述待检测三维路面横断面数据所对应的低频成分数据和高频成分数据，其中，所述低频成分数据中包含了待检测路面横断面上的缓慢形变信息，所述高频成分数据包括稀疏特征数据和振动特征数据，所述稀疏特征数据包含了所述待检测路面横断面上的局部剧烈变化信息，所述振动特征数据包含了所述待检测路面横断面上的纹理特征信息，所述缓慢形变信息包括车辙，所述剧烈变化信息包括裂缝、标线和坑槽中的一种或多种，所述低通滤波器的截止频率根据待检测路面缓慢形变信息的车辙影响宽度和所述三维路面数据的横断面横向分辨率获得；

通过全变分模型，将所述高频成分数据进一步划分为所述稀疏特征数据和所述振动特征数据；

根据所述低频成分数据、所述稀疏特征数据和所述振动特征数据，分析和识别所述待检测路面横断面中的车辙、裂缝、标线、坑槽和纹理中的一种或多种；

其中，所述根据所述低频成分数据、所述稀疏特征数据和所述振动特征数据，分析和识别所述待检测路面横断面中的裂缝信息，具体为：

获取所述稀疏特征数据的均值和所述振动特征数据中的纹理平均波动幅值，将所述稀疏特征数据中高程低于所述稀疏特征数据的均值、且高程波动幅值大于所述纹理平均波动幅值的数据作为裂缝疑似区域；或者

所述根据所述低频成分数据、所述稀疏特征数据和所述振动特征数据，分析和识别所述待检测路面横断面中的标线信息，具体为：

获取所述稀疏特征数据的均值和所述振动特征数据中的纹理平均波动幅值，将所述稀疏特征数据中高程高于所述稀疏特征数据的均值、且高程波动幅值大于所述纹理平均波动幅值的数据作为标线疑似区域；或者

所述根据所述低频成分数据、所述稀疏特征数据和所述振动特征数据，分析和识别所述待检测路面横断面中纹理信息，具体为：

根据所述振动特征数据的区域均值和方差，获取所述待检测路面横断面中的纹理信息。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述通过路面成分特性分析设计适用于三维路面数据的低通滤波器，对待检测三维路面横断面数据进行频域低通滤波，之前还包括：

通过路面成分特性分析设计适用于三维路面数据的低通滤波器，通过傅里叶变换将所述待检测三维路面横断面数据变换成对应的频域数据，结合频率低通滤波器和所述频域数据进行低通滤波。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述通过路面成分特性分析设计适用于三维路面数据的低通滤波器，对待检测三维路面横断面数据进行频域低通滤波，分别获取所述待检测三维路面横断面数据所对应的低频成分数据和高频成分数据，具体包括：

通过所设计的低通滤波器对所述频域数据进行滤波，获取滤波后的频域数据，所述低通滤波器的通带范围为[N/2-f_c*N/2,N/2+f_c*N/2]，N表示所述频域数据的长度，f_c表示所述低通滤波器的截止频率；

对滤波后的频域数据进行反傅里叶变换，获取滤波后的低频成分数据；

将三维横断面数据减去获取的滤波后的所述低频成分数据后，获取所述高频成分数据。

4.根据权利要求1或3所述方法，其特征在于，所述低通滤波器的截止频率根据如下公式获得：

其中，f_c表示所述低通滤波器的截止频率，R_x表示所述三维路面数据的横断面横向分辨率，W_r表示所述待检测路面缓慢形变信息的车辙影响宽度，W_r取值范围为0.5m-1m。