一種水泥混凝土路面刻槽深度三維檢測算法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明專利屬于道路交通智能檢測領(lǐng)域，具體設(shè)及一種水泥混凝±路面刻槽深度 S維檢測算法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 水泥混凝±表面刻槽工藝在公路、跑道、橋面等各個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，可有效提高路 面抗滑性，對保證行車安全又重要作用。但是，在路面使用過程中由于行駛車輛礙壓、雨雪 等自然天氣的影響，刻槽不可避免的會出現(xiàn)不同程度的磨損，對其抗滑性能產(chǎn)生影響。通過 調(diào)研發(fā)現(xiàn)，對刻槽磨損程度目前尚沒有成熟的方法對其進行評價。由于構(gòu)造深度是評價路 面抗滑性能的重要指標，因此，本研究將刻槽區(qū)域的平均構(gòu)造深度作為刻槽磨損程度的評 價指標，實現(xiàn)刻槽區(qū)域平均構(gòu)造深度的計算。評價水泥混凝±路面抗滑性能的宏觀構(gòu)指標 主要有兩個，平均斷面深度（MPD)與平均構(gòu)造深度（MTD)。測試方法有；鋪砂法，激光斷面法 和流出儀法。鋪砂法具有原理簡單、操作方便、結(jié)果直觀等優(yōu)點，但是裝砂方法無嚴格標準， 造成裝入砂的緊密程度差異使裝入砂的體積不同，且攤砂用的推平板也沒有統(tǒng)一標準導致 手工鋪砂法誤差較大。激光斷面法應(yīng)用廣泛，但由于激光的性質(zhì)，應(yīng)用在水泥混凝±刻槽路 面等大宏觀構(gòu)造路面上時，測試結(jié)果誤差較大。流出儀不能測試多孔路面和透水路面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種水泥混凝 ±路面刻槽深度=維檢測算法。
[0004] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案予W解決：
[0005] 一種水泥混凝±路面刻槽深度=維檢測算法，具體包括如下步驟：
[0006] 步驟1 ;計算機讀取待測的路面=維數(shù)據(jù)矩陣y ;
[0007] 步驟2 ;對讀取的路面S維數(shù)據(jù)矩陣y進行雙向標準差濾波，得到雙向標準差濾波 后的矩陣Q;
[000引步驟3 ;對雙向標準差濾波后的矩陣Q進行形態(tài)學濾波，得到去噪后的路面S維數(shù) 據(jù)矩陣M'mx。；
[0009] 步驟4 ;根據(jù)去噪后的路面S維數(shù)據(jù)矩陣M'mx。，繪制刻槽的高度直方圖化St ;
[0010] 步驟5 ;根據(jù)刻槽的高度直方圖化st，計算刻槽區(qū)域的闊值th ;
[0011] 步驟6 ;逐行遍歷步驟3得到的去噪后的路面S維數(shù)據(jù)矩陣M' mx。，將M' mx。中所有 大于等于闊值th的數(shù)據(jù)存入一維矩陣〇1中，將所有小于th的數(shù)據(jù)存入一維矩陣0 2中，從 而將去噪后的路面S維數(shù)據(jù)矩陣M' mx。劃分為兩部分；
[0012] 步驟7;分別計算一維矩陣〇1中數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值avgi和一維矩陣〇2中數(shù)據(jù)的算 術(shù)平均值avg,，然后根據(jù)下式計算得到刻槽區(qū)域的平均深度值：
[0013] GDV = I avgi_avg21。
[0014] 進一步的，所述步驟2中對讀取的路面=維數(shù)據(jù)矩陣y進行雙向標準差濾波具體 包
[0015] 括如下步驟：
[0016] 步驟21，計算矩陣y中每一行的算術(shù)平均值和標準差；
[0017] 步驟22,設(shè)路面S維數(shù)據(jù)矩陣y中的元素記為yy，1《i《a, 1《j《b，其中a, b為路面S維數(shù)據(jù)矩陣y的總行數(shù)與總列數(shù)； V： - men a.
[001引步驟23,如果，則用該行的算術(shù)平均值替換該元素的值，否則該元 平V. 素的值保持不變；其中，meanai是第i行的算術(shù)平均值，sqrs i是第i行的標準差，行闊值kl 為3?10 ;
[0019] 步驟24,計算矩陣y中每一列的算術(shù)平均值和標準差； V；,. -menb：
[0020] 步驟25,如果則用該列的算術(shù)平均值來代替該元素值，否則該元 sqrco j 素的值保持不變，其中，meanbj是第j列的列均值，sqrco j是第j列的標準差，列闊值k2為 3?10,得到雙向標準差濾波后的路面=維數(shù)據(jù)矩陣Q。
[0021] 進一步的，所述步驟3中對雙向標準差濾波后的矩陣Q進行形態(tài)學濾波具體包括 如下步驟：
[0022] 步驟31，選擇結(jié)構(gòu)元素sel對雙向標準差濾波后的矩陣Q進行開運算，得到矩陣 I ;
[0023] 步驟32,選擇結(jié)構(gòu)元素se2對矩陣I進行膨脹處理，得到去噪后的路面=維數(shù)據(jù)矩 陣 M mxn。
[0024] 進一步的，所述步驟4的繪制刻槽的高度直方圖化St具體包括如下步驟：
[002引步驟41 ;將去噪后的S維數(shù)據(jù)矩陣M'mx。中所有數(shù)據(jù)取與其最接近的整數(shù)，得到高 度數(shù)據(jù)矩陣0mX。；
[0026] 步驟42 ;找出矩陣〇mxn中的最大高度數(shù)據(jù)值max ;
[0027] 步驟43 ;創(chuàng)建長度為（max+1)的一維矩陣f，將高度數(shù)據(jù)矩陣〇mx。中每個高度值 value在高度數(shù)據(jù)矩陣〇mx。中出現(xiàn)的次數(shù)ffyaiud按照從0到max的順序依次存入一維矩陣 f ;其中max為高度數(shù)據(jù)矩陣〇mx。的最大值；
[002引步驟44, W高度數(shù)據(jù)矩陣0mx。中高度值value為橫坐標，W每個高度值value值 在一維矩陣f中出現(xiàn)的次數(shù)fV,iue>為縱坐標繪圖，得到錯臺的高度直方圖化St。
[0029] 進一步的，所述步驟5計算刻槽區(qū)域的闊值th具體包括如下步驟：
[0030] 步驟51，分別計算高度數(shù)據(jù)矩陣〇mx。中數(shù)據(jù)的平均值avg(即錯臺所在高低兩個 面板的平均高度）、最大值max、最小值min和標準偏差sd ;
[0031] 步驟52,在錯臺的高度直方圖化St上，W橫坐標值等于平均值avg為分界點，分別 找出其左、右兩側(cè)峰值所對應(yīng)的橫坐標即高度值，分別記為vail和val 2;
[0032] 步驟53,若val2-vali《sd，則說明該錯臺的高度直方圖化st的兩峰值中有一個 峰值很低，需另尋低峰的位置，則執(zhí)行步驟44 ;否則，令valpi= val 1，valp2= val 2,若val p2已被賦過值，此處就不再賦值；其中，val pi與val p2存儲有效峰值所對應(yīng)的高度；跳至步驟 5了 ；
[003引 步驟 54,比較/(,"/,)和乂,叫1 ' 若?/(1'。/:)>乂1.啤1 ' 則令 valpi= val 1;否則令 val pi= val 2;
[0034] 步驟55,將一維矩陣f從小到大排列，找出其中值點對應(yīng)的下標，記為valmid;
[0035] 步驟56,若valmid> avg，表明小峰在大峰左邊；執(zhí)行步驟（a);若val mid< avg，表 明小峰在大峰右邊，執(zhí)行步驟化）；
[0036] (a)向左調(diào)節(jié)分界點：逐行掃描高度數(shù)據(jù)矩陣〇mx。，找出所有滿足valpi的高 度值，存入一個新的一維矩陣F1，〇u代表矩陣〇mx。中的第i行第j列數(shù)據(jù)；計算新矩陣F1 中高度值的平均值
【主權(quán)項】
1. 一種水泥混凝土路面刻槽深度三維檢測算法，其特征在于，具體包括如下步驟： 步驟1 :計算機讀取待測的路面三維數(shù)據(jù)矩陣y ; 步驟2 :對讀取的路面三維數(shù)據(jù)矩陣y進行雙向標準差濾波，得到雙向標準差濾波后的 矩陣Q ; 步驟3 :對雙向標準差濾波后的矩陣Q進行形態(tài)學濾波，得到去噪后的路面三維數(shù)據(jù)矩 陣 M，mXn; 步驟4 :根據(jù)去噪后的路面三維數(shù)據(jù)矩陣M'mXn，繪制刻槽的高度直方圖Hist ; 步驟5 :根據(jù)刻槽的高度直方圖Hist，計算刻槽區(qū)域的閾值th ; 步驟6 :逐行遍歷步驟3得到的去噪后的路面三維數(shù)據(jù)矩陣M' mXn，將M' mXn中所有大于 等于閾值th的數(shù)據(jù)存入一維矩陣(^中，將所有小于th的數(shù)據(jù)存入一維矩陣O 2中，從而將 去噪后的路面三維數(shù)據(jù)矩陣M'mXn劃分為兩部分； 步驟7 :分別計算一維矩陣O1中數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值avgl和一維矩陣02中數(shù)據(jù)的算術(shù)平 均值avg2，然后根據(jù)下式計算得到刻槽區(qū)域的平均深度值： GDV = I avg「avg21 〇
2. 如權(quán)利要求1所述的水泥混凝土路面刻槽深度三維檢測算法，其特征在于，所述步 驟2中對讀取的路面三維數(shù)據(jù)矩陣y進行雙向標準差濾波具體包括如下步驟： 步驟21，計算矩陣y中每一行的算術(shù)平均值和標準差； 步驟22,設(shè)路面三維數(shù)據(jù)矩陣y中的元素記為yij，1彡i彡a，1彡j彡b，其中a，b為 路面三維數(shù)據(jù)矩陣y的總行數(shù)與總列數(shù)； 步驟23,如男
則用該行的算術(shù)平均值替換該元素的值，否則該元素的 值保持不變；其中，Hieanai是第i行的算術(shù)平均值，Sqrsi是第i行的標準差，行閾值kl為 3 ?10 ; 步驟24,計算矩陣y中每一列的算術(shù)平均值和標準差； 步驟25,如果
，則用該列的算術(shù)平均值來代替該元素值，否則該元素的 值保持不變，其中，meanly是第j列的列均值，sqrcc^_是第j列的標準差，列閾值k2為3? 10,得到雙向標準差濾波后的路面三維數(shù)據(jù)矩陣Q。
3. 如權(quán)利要求1所述的水泥混凝土路面刻槽深度三維檢測算法，其特征在于，所述步 驟3中對雙向標準差濾波后的矩陣Q進行形態(tài)學濾波具體包括如下步驟： 步驟31，選擇結(jié)構(gòu)元素 sel對雙向標準差濾波后的矩陣Q進行開運算，得到矩陣I ; 步驟