[发明专利]一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法及云计算监理平台

权利要求书

1.一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，其特征在于：该道路工程质量监理方法在具体实施过程中需要用到一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理系统，该道路工程质量监理系统包括道路参数获取模块、路面参数检测模块、切缝参数检测模块、数据处理与分析模块、数据库和显示终端；

数据处理与分析模块分别与路面参数检测模块、切缝参数检测模块、数据库和显示终端连接，切缝参数检测模块分别与道路参数获取模块和数据库连接；

所述道路参数获取模块包括第一参数检测仪和第二参数检测仪，其中第一参数检测仪用于检测该待监理道路的长度和宽度，第二参数检测仪用于检测该待监理道路路面的高度，将该待监理道路的起点和终点分别记为A点和B点，通过第一参数检测仪器获取A点与B点之间的长度以及该待监理道路的宽度，并分别记为s和d，同时通过第二参数检测仪获取该待监理道路路面的高度，将该待监理道路的长度、宽度和高度发送至切缝参数检测模块；

所述路面参数检测模块用于对该路面的参数进行检测，其中路面参数检测模块包括路面地基与土壤结合度检测模块和路面粗糙度检测模块；

所述路面地基与土壤结合度检测模块用于对地基与土壤之间的结合度进行检测，其中路面地基与土壤结合度检测模块具体检测过程包括以下步骤：

L1、选取该待监理路面的左侧检测区域地基与土壤的结合处和右侧检测区域地基与土壤的结合处作为检测区域，将该待监理路面的左侧检测区域地基与土壤的结合处记为左侧检测区域，将该待监理路面的右侧检测区域地基与土壤的结合处记为右侧检测区域；

L2、通过x射线检测仪对该监理道路的左侧检测区域和右侧检测区域分别进行扫描拍摄，进而获取该左侧检测区域和右侧检测区域扫描拍摄的射线胶片；

L3、根据地基与土壤在射线胶片上显示的灰度值的不同，将左侧检测区域和右侧检测区域扫描拍摄的射线胶片分别分割为地基区域胶片和土壤区域胶片；

L4、根据左侧检测区域对应的地基区域胶片和土壤区域胶片，进而获取左侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓；

L5、通过获取的左侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓，进而获取左侧检测区域中地基区域和土壤区域之间的缝隙区域面积，并记为左侧检测区域缝隙面积；

L6、根据右侧检测区域对应的地基区域胶片和土壤区域胶片，进而获取右侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓；

L7、通过获取的右侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓，进而获取右侧检测区域中地基区域和土壤区域之间的缝隙区域面积，并记为右侧检测区域缝隙面积；

L8、将获取的左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积发送至数据处理与分析模块；

所述路面粗糙度检测模块用于对该路面的粗糙度进行检测，其中该路面粗糙度检测模块具体检测过程包括以下步骤：

H1、将摄像头安装在该路面对应的前侧面，将摄像头聚焦在该路面对应的前侧面位置，进而进行图像采集；

H2、获取采集的该路面对应的前侧面，并对获取的该路面对应的前侧面图像进行滤波和降噪处理，进而提取处理后的该路面对应的前侧面图像；

H3、根据提取的该路面对应的前侧面图像，从该图像中提取该路面对应的前侧面的轮廓和各凹陷区域的轮廓；

H4、进而统计该图像中凹陷区域的的个数，将统计各凹陷区域按照预设顺序进行编号，依次标记为1,2，...i,...n,进而获取各凹陷区域的面积和该路面对应的前侧面面积，根据获取的各凹陷区域的面积进而构建各凹陷区域的面积集合Y(Y1，Y2，...,Yi,...Yn)；

H5、将获取的各凹陷区域的面积集合和该路面对应的前侧面面积发送给处理与分析模块；

所述切缝参数检测模块用于接收道路参数获取模块发送的待监理道路的长度、宽度和高度，进而统计该长度路面中的切缝条数，并记为T，并将统计的该长度路面中的各条切缝进行编号，依次标记为1，2，...j,..,m，进而将统计的该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数进行对比，获取该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，并将该差值记为ΔT，进而获取该长度路面中各条切缝对应的切缝宽度和切缝深度，进而构建该长度路面中各切缝参数集合Q_w(Q_w1,Q_w2,...,Q_wj,...,Q_wm)，其中Q_wj表示该长度路面中第j个切缝对应的第w个切缝参数，w＝a1,a2,a1和a2分别表示切缝深度和切缝宽度，将构建的该长度路面中各切缝参数集合和该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值发送至处理与分析模块；

所述处理与分析模块用于接收路面地基与土壤的结合度检测模块发送的左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积，将左侧检测区域缝隙面积与左侧检测区域标准缝隙面积进行对比，获取左侧检测区域缝隙面积与左侧检测区域标准缝隙面积的差值，同时将右侧检测区域缝隙面积与右侧检测区域标准缝隙面积进行对比，获取右侧检测区域缝隙面积与右侧检测区域标准缝隙面积的差值，进而统计该路面地基与土壤的综合结合度，从数据库中调取该路面该路面地基与土壤对应的标准综合结合度，将该路面地基与土壤的综合结合度与该路面地基与土壤对应的标准综合结合度进行对比，进而统计该路面地基与土壤的综合结合度影响系数；

所述处理与分析模块用于接收路面地粗糙度检测模块发送的各凹陷区域的面积集合和该路面对应的前侧面面积，统计该路面各凹陷区域的总面积，进而将该路面各凹陷区域的总面积与该路面对应的前侧面面积进行对比，进而统计该路面的粗糙度，将该路面的粗糙度与该路面对应的标准粗糙度进行对比，进而统计该路面粗糙度影响系数；

同时所述处理与分析模块还用于接收切缝参数检测模块发送的该长度路面中各切缝参数集合和该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，根据该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，统计该路面切缝条数影响系数，同时将该路面各条切缝对应的切缝深度以及切缝宽度与该路面高度对应的标准切缝深度以及该路面宽度对应的标准切缝宽度进行对比，进而构建该长度路面中各切缝参数对比集合，ΔQ_w(ΔQ_w1,ΔQ_w2,...,ΔQ_wj,...,ΔQ_wm)，其中ΔQ_wj表示该长度路面中第j个切缝对应的第w个切缝参数与该长度路面中第j个切缝对应的第w个标准切缝参数，根据该长度路面中各切缝参数对比集合统计该长度路面中各切缝参数影响系数，其各切缝参数影响系数计算公式为θ_g表示各切缝对应的参数影响系数，Q_w标准表示第w个标准的切缝参数，g表示切缝编号，g＝1，2，...j,..,m，进而根据各切缝参数影响系数和该路面切缝条数影响系数进而统计该路面切缝影响系数；

所述处理与分析模块根据统计的该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数和该路面切缝影响系数进而统计该路面质量综合影响系数；

所述数据库用于存储左侧检测区域标准缝隙面积、右侧检测区域标准缝隙面积、该长度路面对应的标准切缝条数、该路面高度对应的标准切缝深度、该路面宽度对应的标准切缝宽度、路面各切缝对应的标准切缝参数、该路面地基与土壤的标准综合结合度和该路面对应的标准粗糙度；

所述显示终端用于显示该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数；

采用该基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理系统进行道路工程质量监理时，包括以下步骤：

S1、获取道路基本参数，该道路的基本参数包括该待监理道路的长度、宽度、高度和坡度；

S2、路面参数检测，路面参数包括路面地基与土壤结合度和路面粗糙度，通过x射线检测仪对该监理道路的左侧检测区域和右侧检测区域分别进行扫描拍摄，进而获取左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积，同时通过摄像头获取该路面对应的前侧面图像，并对获取的该路面对应的前侧面图像进行处理和分析，进而获取各凹陷区域的面积集合和该路面对应的前侧面面积；

S3、切缝参数检测，统计该路面对应的切缝条数，将该路面对应的切缝条数与该路面对应的标准切缝条数进行对比，获取该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，同时获取各切缝对应的深度和宽度，构建该长度路面中各切缝参数集合；

S4、数据分析与处理，对该路面中左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积、该路面对应的前侧面面积、各凹陷区域的面积集合、该长度路面中各切缝参数集合和该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值分别进行分析和处理，进而统计该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数；

S5、数据显示，将该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数进行数据显示。