对称式多点准直激光路面车辙检测技术研究

论文摘要

随着我国高速公路的不断发展,路面养护工作也越来越重要。其中,车辙检测是路面养护中一项重要内容。传统的手工检测方法已不适应现代化发展,急需自动化、高精度的检测设备对路面车辙进行快速、准确的检测与评价。本文通过使用多点准直激光检测技术进行路面车辙检测。多点准直激光车辙检测技术具有非接触、检测精度高、设备使用寿命长等特点。在进行车辙检测时,由于车辆行驶颠簸或路表纵向凸凹不平导致检测时激光束与路面夹角发生变化,影响车辙计算结果和精度。为此,本文提出了对称式多点准直激光路面车辙检测方法,能满足车辙检测精度要求。论文主要进行了以下几方面的研究：(1)依据激光三角法原理,深入研究了多点准直激光车辙检测技术,分析了横断面上激光点个数与检测精度的关系,在此基础上,提出了对称式多点准直激光车辙检测方法。该方法可有效减小由于车辆颠簸及路面不平导致的误差,提高车辙检测精度。(2)研究了对称式多点准直激光车辙检测的一些关键技术。包括系统标定技术、车辙图像处理技术和标定图像的角点检测技术。系统标定采用最小二乘法解算超定方程来求得物像平面的坐标关系。图像处理技术通过对车辙图像的预处理获取像平面光斑的中心坐标。角点检测采用Harris法来提取控制点的角点坐标。(3)研究了对称式多点准直激光车辙检测系统的总体设计方案。(4)通过实验,验证文中提出的对称式多点准直激光车辙检测方法。通过以上研究,证明了采用对称式多点准直激光车辙检测技术可实现高等级公路路面车辙快速、准确的检测。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 路面车辙的分类
• 1.3 课题研究目的及意义
• 1.4 路面车辙检测技术的发展情况
• 1.4.1 路面车辙手工直尺检测技术
• 1.4.2 路面车辙横断面仪检测技术
• 1.4.3 路面车辙超声波检测技术
• 1.4.4 路面车辙激光检测技术
• 1.5 课题来源及本文主要内容
• 1.5.1 课题来源
• 1.5.2 论文内容
• 第二章 对称式多点准直激光车辙检测技术方法研究
• 2.1 激光三角测量原理
• 2.2 多探头激光车辙检测原理
• 2.3 线激光车辙检测原理
• 2.4 多点准直激光车辙检测原理及误差分析
• 2.4.1 多点准直激光车辙检测原理
• 2.4.2 多点准直激光车辙检测误差分析
• 2.5 激光车辙检测的误差分析
• 2.6 对称式多点准直激光车辙检测理论研究
• 第三章 对称式多点准直激光车辙检测关键技术研究
• 3.1 路面光学成像检测理论研究
• 3.1.1 三维成像检测理论研究
• 3.1.2 维成像检测理论研究
• 3.2 路面车辙高精度标定理论研究
• 3.2.1 超定方程的解算方法
• 3.2.2 解算标定方程
• 3.3 车辙图像处理技术
• 3.3.1 阈值分割
• 3.3.2 椭圆光斑中心提取算法
• 3.4 标定图像的角点检测
• 3.4.1 轮廓提取法
• 3.4.2 灰度法
• 3.4.3 角点提取算法的实现
• 第四章 对称式多点准直激光车辙检测系统总体设计方案
• 4.1 车辙检测的要求和实现方法
• 4.1.1 车辙检测的要求
• 4.1.2 车辙检测的实现方法
• 4.2 对称式多点准直激光车辙检测系统总体设计
• 4.2.1 距离测量与定位系统
• 4.2.2 自动检测系统
• 4.2.3 图像数据处理系统
• 4.2.4 车辙计算系统
• 4.2.5 数据库系统
• 4.2.6 报表系统
• 第五章 室内实验分析
• 5.1 实验器材介绍
• 5.2 搭设实验框架
• 5.3 系统标定
• 5.4 标定图像处理
• 5.5 对称式实验
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 参加科研情况说明
• 致谢