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水泥混凝土路面错台自动检测方法

张娟 叶莉 李伟

张娟, 叶莉, 李伟. 水泥混凝土路面错台自动检测方法[J]. 交通运输工程学报, 2016, 16(4): 26-36. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2016.04.003
引用本文: 张娟, 叶莉, 李伟. 水泥混凝土路面错台自动检测方法[J]. 交通运输工程学报, 2016, 16(4): 26-36. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2016.04.003
ZHANG Juan, YE Li, LI Wei. Automatic detecting method of cement concrete pavement fault[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2016, 16(4): 26-36. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2016.04.003
Citation: ZHANG Juan, YE Li, LI Wei. Automatic detecting method of cement concrete pavement fault[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2016, 16(4): 26-36. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2016.04.003

水泥混凝土路面错台自动检测方法

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2016.04.003
基金项目: 

国家科技支撑计划项目 2014BAG05B07

陕西省青年科技新星计划项目 2011KJXX-35

详细信息
    作者简介:

    张娟(1976-), 女, 河南遂平人, 中交第一公路勘察设计研究院有限公司教授级高级工程师, 工学博士, 从事道路检测技术研究

  • 中图分类号: U416.216

Automatic detecting method of cement concrete pavement fault

More Information
  • 摘要: 为实现水泥混凝土路面错台自动检测, 分析了主动光学三维形状测量技术, 利用面阵CCD相机作为图像接收装置, 构建了主要包括电源子系统、图像采集子系统、触发子系统与GPS定位子系统的基于线激光扫描的水泥路面错台检测平台。根据水泥混凝土路面三维检测数据的噪声特点来确定噪声滤波阈值, 先进行均方差滤波, 再对处理后的三维数据进行开运算和腐蚀运算, 消除数据中的孤立点。根据滤波之后的三维数据矩阵大小分成均匀的块, 利用块的均值消除斜面, 再依次取消除斜面之后的三维信息数据矩阵的每一行的拐点, 得出拐点矩阵, 从而计算出错台量。为了验证检测方法的可行性和有效性, 在实验室模拟了平行错台、梯形错台和交叉错台, 按错台量的大、中、小分别进行3次检测, 并与水准仪检测结果进行对比。对同一错台, 用水准仪和三维检测方法分别进行10次重复性检测, 分析了检测方法的重现性。试验结果表明: 检测方法测量结果与水准仪检测结果的绝对误差中有96%小于1mm, 水准仪检测结果的标准差约为三维检测方法的7.8倍, 表明三维检测方法具有较好的准确性、稳定性和可重现性, 可用于水泥混凝土路面错台自动检测。

     

  • 图  1  三维轮廓

    Figure  1.  3Dcontour

    图  2  测量原理

    Figure  2.  Measuring principle

    图  3  检测系统

    Figure  3.  Measuring system

    图  4  三维数据采集系统

    Figure  4.  3Ddata acquisition system

    图  5  专用电源

    Figure  5.  Special power

    图  6  激光器

    Figure  6.  Laser device

    图  7  3D相机

    Figure  7.  3Dcamera

    图  8  错台自动识别流程

    Figure  8.  Process of faulting automatic identification

    图  9  去噪流程

    Figure  9.  Denoising process

    图  10  均方差滤波流程

    Figure  10.  Filtering process of mean square variance

    图  11  滤波结果

    Figure  11.  Filtering results

    图  12  斜面消除流程

    Figure  12.  Elimination process of inclined plane

    图  13  试验装置

    Figure  13.  Experimental device

    图  14  数据采集

    Figure  14.  Data collection

    图  15  错台模型

    Figure  15.  Fault models

    图  16  错台测点分布

    Figure  16.  Measurement points distributions of faults

    图  17  绝对误差分布

    Figure  17.  Absolute errors distributions

    图  18  测量数据分布

    Figure  18.  Measuring data distributions

    表  1  测量结果

    Table  1.   Measuring results

    表  2  测点1测试数据

    Table  2.   Measuring data at measuring point 1

    表  3  测点2测试数据

    Table  3.   Measuring data at measuring point 2

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  • 收稿日期:  2016-06-21
  • 刊出日期:  2016-08-25

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