[发明专利]一种基于图像处理的路面排水监测评估方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于图像处理的路面排水监测评估方法及系统，该方法的步骤包括：摄像机的双远心镜头在路面排水过程中采集图像数据信息；采用剪切波变换对图像数据信息进行边缘检测预处理；采用粒度测定方法对排水过程中路面的凸出物进行提取并计算；构建评价指标对路面排水质量进行评价，得到路面排水质量评价结果；采用贝叶斯专家系统分类器对路面排水质量评价结果进行分类，并对路面进行分类；采用混沌矩阵验证贝叶斯专家系统分类器的评估性能，得到路面排水过程评估性能。本发明能够有效地去噪，而且可以较完整地检测出边缘，提高了路面排水性能检测的评估效率。

技术领域

本发明涉及排水监测评估技术领域，具体涉及一种基于图像处理的路面排水监测评估方法及系统。

背景技术

水是引起公路危害的主要原因之一，如何有效的排除路基范围内的水，以减少公路病害，延长公路的使用寿命，保证行车安全是公路设计中一个非常重要的问题。其中路面排水是公路排水的重要组成部分。路面的雨水如果不能迅速有效的排除，会造成雨水在路面上滞留的时间过长，下渗的水量增加，在行车荷载的作用下，破坏沥青混和料，使之出现裂缝,进而形成坑槽；水泥混凝土板块产生唧泥、错台和断板现象。严重时，路面的损坏，也会影响到路基的强度和稳定性。此外，在路面上形成水膜，降低了路面的抗滑性能，行驶中的车辆有明显的横向滑移感；在高速行车时，水膜会雾化，遮挡驾驶员的视线；在冰冻季节，形成冰面，大大降低路面的抗滑性能，严重危及行车安全。

路面排水的网络标准评估对路面安全和降低事故率的改善起着至关重要的作用。在潮湿或下雨的天气条件下，路面排水质量低，导致汽车滑行，是导致交通事故的主要原因之一。若采取人工对路面排水进行检测及评估，耗费人工，且存在一定的主观性，造成数据不准确，也无法达到实时监测评估的效果，因此，研究一种针对路面排水的自动监测评估系统，具有重要的意义。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种基于图像处理的路面排水监测评估方法及系统，本发明采用高清摄像机获取排水过程的图像信息，基于采集的数据进行图像预处理、提取路面凸出物、输出评价指标及评价结果，并且进行验证，本发明提高了路面排水性能检测的评估效率，为进一步加强道路排水监测提供有力的支持。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于图像处理的路面排水监测评估方法，包括下述步骤：

摄像机的双远心镜头在路面排水过程中采集图像数据信息；

采用剪切波变换对图像数据信息进行边缘检测预处理；

采用粒度测定方法对排水过程中路面的凸出物进行提取并计算；

构建评价指标对路面排水质量进行评价，得到路面排水质量评价结果；

采用贝叶斯专家系统分类器对路面排水质量评价结果进行分类，并对路面进行分类；

采用混沌矩阵验证贝叶斯专家系统分类器的评估性能，得到路面排水过程评估性能。

作为优选的技术方案，所述采用剪切波变换对图像数据信息进行边缘检测预处理，具体步骤为：

将输入图像进行多方向的剪切波变换，得到多个剪切波变换子图；

采用改进的Canny边缘检测算法对多个剪切波变换子图进行边缘检测处理后，再进行剪切波反变换，获得多个剪切波处理后的图像；

所述改进的Canny边缘检测算法为：

对采集图像数据信息进行卷积运算，得到平滑图像S(x,y)：

S(x,y)＝f(x,y)×G(x,y)

其中，f(x,y)表示输入图像，G(x,y)表示卷积核矩阵；

所述剪切波变换定义为：