[发明专利]一种基于图像处理的填筑碾压速度快速统计方法

说明书

本发明公开了一种基于图像处理的填筑碾压车辆行驶速度的快速统计方法。其特征在于：使用图像处理的方式实现碾压施工中各位置处的平均碾压速度的快速计算和统计，将实际工程平面坐标转换到图像坐标中，然后在图像上设计算法进行计算，最终得到每一个像素点的平均碾压速度。本发明能快速、准确得到碾压施工全仓面的高精度平均碾压速度图，实现了实时、准确、对应空间位置的填筑碾压施工过程中的平均碾压速度统计，真实直观地反映了土石方填筑碾压施工过程中的实时质量信息，供监理方、业主方以及施工方及时了解，实时把控施工质量，保证工程安全，具有重要的市场价值。

技术领域

本发明属于土石方填筑工程碾压施工质量过程控制管理技术领域，特别是涉及一种基于图像处理的填筑碾压车辆行驶速度的快速统计方法。

背景技术

在土石方填筑工程中，填筑材料的压实质量对结构的稳定性和耐久性至关重要。因此，土石方填筑碾压施工过程中的质量控制是保证结构体施工质量和安全的关键环节。目前，填筑碾压施工中的质量管理主要采取控制施工过程中的碾压参数和施工结束后试坑采样检测的“双控”制，即主要依靠人工控制施工碾压工艺参数(主要包括碾压机械的运行速度、碾压遍数、仓面平整度等)和人工现场挖坑取样检测等手段。然而，这种依靠监理和施工人员人为控制碾压参数是一种粗放的管理方式，在实施过程中受人为因素干扰大，因此很难实现对碾压施工工艺参数的精准控制，最终无法确保碾压施工质量符合设计要求。而且，随着施工规模、施工强度的增长，对土石方填筑施工的质量控制提出了更高要求，传统的人工质量管理机制已满足不了当前大规模机械化施工和施工进度的要求。

利用现代先进的GNSS、测量机器人等定位技术可实现对施工中碾压机械的实时、连续、高精度自动监控，获取碾压机械施工运行中的三维坐标数据，通过这些数据可实现碾压施工重要参数的计算，以达到监控碾压施工质量的目的。其中，碾压速度是单位时间内碾压机械行驶通过的两个空间位置的距离。碾压速度对填筑材料层所能达到的密实度有明显的影响，而且碾压速度过快容易导致被压层的平整度变差。碾压速度影响振动轮对单位面积内材料的压实时间。碾压速度低时，单位面积内的振动次数比碾压速度高时要多，因而作用在被压材料上的能量，前者多于后者。实际上，传递到被压材料层内的能量与碾压速度成反比。假定使碾压材料层达到规定密实度所需的压实能量不变，则碾压速度加倍时，碾压次数大致也要加倍。因此，如何快速、准确得到当前区域的平均碾压速度，是碾压质量监控系统的关注重点之一。目前，应用中的碾压监控系统中对碾压速度的监控主要是时间维度上的统计和控制，即某一个时间段或某一刻的碾压速度。而施工碾压是对一个面状的区域进行施工，所以将碾压速度在空间域中去统计和控制能更为准确和有效。因此，如何快速、准确得到施工区域每个位置处的平均碾压速度是碾压施工质量实时监控系统应对实际需求进一步改进所要解决的关键问题之一。

发明内容

针对现有统计方法存在的不足，将碾压速度的统计和控制从一维时间域向二维空间域转变，本发明提出了一种基于图像处理的填筑碾压车辆行驶速度的快速统计方法。

本发明所采用的技术方案是一种基于图像处理的填筑碾压车辆行驶速度的快速统计方法，具体包含以下步骤：

步骤1，设计颜色值与速度值对应的函数关系C＝(R,G,B)＝f(v)；

步骤2，根据施工仓面大小和形状，确定用来进行计算的图像的大小，并建立工程坐标系与图像坐标系的转换关系；

步骤3，用颜色值(0，0，0)来初始化图像的背景色，即初始化施工仓面任意位置处的平均碾压速度为0；