基于相位编组法的路面裂缝自动识别

研究了基于数字图像处理技术的路面裂缝自动识别方法,给出了基本的系统组成及工作原理.通过对路面裂缝图像的分析,对比了各种图像增强算法的特点和适应性;结合路面裂缝图像的随机性和目标、背景变化复杂的特点,指出传统方法中仅仅利用灰度变化的幅度作为局部边缘提取的主要度量是存在问题的.提出采用相位编组法进行裂缝提取,并在现场采集大量的图像尝试进行实例验证.结果表明:相位编组法有利于检测出有弱对比度的裂缝,并可以检测到细小裂缝.     

基于双层连通性检测的路面裂缝图像识别算法

针对路面裂缝图像识别结果容易存在孤立噪声和断续边缘的情况,提出了基于像素-裂缝子块双层连通性检测的图像自动识别算法,主要有4个部分:(1)基于自适应灰度拉伸的图像增强算法;(2)基于自适应大津法和八方向Sobel梯度信息的组合分割算法;(3)基于连通性检测的二值图像去噪算法;(4) 32×32裂缝子块识别和优化连接算法.然后,对5张3056×2048的路面破损图片进行裂缝识别,结果显示,该算法从像素和裂缝子块这2个层次进行连通性增强处理,可获得完整而连续的裂缝图像.最后,针对10张512×512的路面破损图片,对全局OTSU分割、八方向Sobel检测、Canny检测和本文算法进行测试,各算法综合性能指标F1值依次为62.46％、23.84％、10.45％和88.30％,准确率依次为83.45％,27.82％,17.83％和86.60％,召回率依次为56.89％,21.83％,8.89％和90.68％,体现了本文算法的优越性.     

路面裂缝无损检测图像采集系统设计

针对路面裂缝无损检测要求,设计了基于单片机、GPS和线阵摄像机的路面图像采集系统。解决了单片机对线阵摄像机外触发信号的控制问题,完成了对动态图像进行高速实时的拍摄控制的要求。同时设计了基于VC＋＋和MIL软件的图像采集软件系统。包括采集参数设置,路面动态图像实时显示,GPS信号的接收和数据库信息存储。系统实现了对路面裂缝图像的动态拍摄并将其保存在计算机硬盘里,为后续图像处理提供可靠数据。试验结果表明,系统能够有效地对路面图像信息进行实时采集,并对海量信息进行存储,获得了良好的动态图像抓拍效果。     

双目视觉技术在城市道路路面裂缝检测中的应用

针对传统城市道路路面裂缝检测效率低下、成本过高等问题,提出了一套基于双目视觉与数字化图像处理的自动化检测方法。用一对CCD工业相机同时采集道路表面裂缝,再对图像进行数字二值化处理以提取裂缝特征点,根据双目视觉理论计算特征点的坐标,由此计算路面裂缝的最大宽度和最大长度,从而实现对城市道路路面裂缝的快速自动化测量。计算结果表明:被测路面裂缝的最大宽度与最大长度测量误差分别控制在10%和1%以内,符合相关技术标准要求,且检测耗时大为缩短。     

路面裂缝图像处理算法研究

为了避免传统人工视觉裂缝检测方法的耗力、耗时、不精确、影响交通、危险、花费高等缺点,提出了一种新的基于图像处理技术的路面裂缝类病害自动识别算法。识别分为两个步骤:首先以一个5×5的窗口为基准,在这个窗口中确定9种不同的掩膜模板,对有噪音的路面图像进行平滑和增强;然后基于阈值分割理论,采用最大类间、类内距离准则对图像进行阈值分割,提取图像上的裂缝特征。最后对采集的200幅路面裂缝图像进行了平滑和分割试验研究,和Robison等常用的平滑模板相比,对图像进行增强的同时较好地保护了裂缝边缘。在对平滑后的图像进行分割当中,和Hough变换、数学形态学等分割算法进行了对比研究,结果表明了该算法在精度、速度和可靠性方面具有一定的优势。     

沥青路面破损图像测量方法研究

本文提出了一种路面破损图像测量方法,即将路面破损图像等分为64×64象素的子块,选取路面破损子块图像的灰度方差值描述子块图像特征,采用了神经网络分类器识别路面破损子块图像模式,并在路面破损子块模式识别的基础上,确定路面破损面积的测量方法。在测量裂缝宽度时,首先确定破损最严重的裂缝子块区域,然后对该子块进行中值滤波、二值化等图像处理,最后通过计数的方法确定裂缝的宽度。     

基于机器视觉的路面裂缝病害多目标识别研究

为了建立一种基于深度学习卷积神经网络的多目标路面裂缝检测模型,实现对路面裂缝的精确识别、分割与统计,采用卷积神经网络Mask R-CNN为主干框架,融入ResNet模型与特征金字塔网络(FPN)提高对病害特征提取的精度,建立了针对裂缝病害识别的基础网络体系;考虑裂缝病害图像特征,采用随机梯度下降算法与冲量算法优化损失函...     

路面裂缝图像自动识别算法综述

路面裂缝自动检测对于路面养护管理、路面性能评价与预测、路面材料和结构设计具有重要的实用价值,但快速、准确、全面且稳定地识别路面裂缝一直是个难题.为此,对路面裂缝自动检测研究现状进行综述,包括以图像增强和去噪为目的的预处理方法,基于阈值分割、边缘检测和种子生长的空间域识别算法,以小波变换为代表的频域识别算法,基于有监督学习的识别算法及其他裂缝识别方法;指出既有裂缝识别算法存在易受光照和油污等因素的影响、裂缝识别图像连续性差和识别速度和精度较低等不足.最后,提出综合考虑边界和区域特征消除纹理和噪声干扰、基于局部和全局信息设计优化识别算法和基于三维图像进行裂缝识别等研究展望,为裂缝自动识别算法的改进提供参考.     

高速公路路面裂缝识别算法研究

经过研究给出了不均匀光照的路面裂缝图像识别的详细算法。算法采用多窗口中值滤波进行图像平滑,既能去除图像的噪声点,又较好地保留了裂缝的边缘信息;使用背景子集图像插值校正法进行灰度校正,有效地克服了不均匀成像对后期图像分割的影响;采用otsu阈值分割、形态学去噪及连通区域标记完成裂缝图像分割;选用连通区域个数、投影特征和分布密度3个参数完成裂缝分类;最后提取裂缝长度、宽度和破损面积等裂缝参数。实验结果显示分类准确率为94%,线状裂缝长度误差均值为7.2%,宽度误差均值为11.3%,非线状裂缝的面积误差均值为9.6%,表明这一方法有效、可靠。      

基于图像自动匀光的路面裂缝图像分析方法

基于视频图像检测裂缝是当前路面病害检测的主要手段。为解决路面裂缝检测系统在不同光照条件下裂缝识别可靠性问题,研究了一种基于图像自动匀光的路面裂缝图像分析方法。首先对基于面阵CCD相机图像裂缝检测存在的问题进行分析,提出采用图像自动匀光技术解决不同光照条件下图像一致性输入问题;其次,设计了一种基于自动电子印相机原理的路面图像快速匀光算法,提出了一种实用的路面裂缝图像处理策略并设计了路面裂缝图像处理流程;最后,对一组由面阵CCD相机获取的路面图像按照该方法进行路面裂缝检测试验,验证了基于图像自动匀光的路面裂缝图像分析技术的合理性和实用性。     

基于灰度图像及其纹理特性的裂缝特征提取

对于公路路面自动检测中"病害"的智能识别方法及其主要特征的提取问题,提出了适合于在公路路面图像中进行预处理并分割"病害"提取其特征的技术方案;综合多种技术对路面灰度图像进行适当的预处理;采用各种阈值分割法对裂缝类"病害"进行预分割对比;利用图像细化和剪枝处理等技术准确地统计"病害"的面积和长度等特征。整个软件系统易于操作,实现对公路路面图像的预处理、图像分割和相关的特征计算。可望应用于对公路路面病害进行自动检测,为公路管理和养护部门的决策提供科学依据,同时对于类似的图像处理任务有借鉴意义。     

隧道衬砌裂缝精细化识别及其评价

为了研究隧道衬砌裂缝形态的精确描述与特征量化,采用隧道衬砌全景图像的方法,以某隧道工程为依托,通过隧道衬砌展开影像生成器软件将采集的衬砌裂缝影像进行特征点提取、匹配、模型识别、图像展开与拼接处理,得到较为全面反映隧道衬砌全景展开图像。从图像增强的预处理、图像边缘检测、裂缝特征区域干扰点去除、裂缝连接及特征统计方面进行算法分析,并通过连通区域标记方法寻找裂缝的端点来确定缺陷在图像中的空间位置及角度方向,运用裂缝像素位置关系原理进行裂缝长度的换算统计,从而提取出衬砌裂缝的详细特征信息,开发出一套隧道表面衬砌裂缝识别评价系统,为隧道衬砌裂缝检测提供一种便捷、高效、全面的综合检测系统。结果表明:该方法运用自主开发的TLIM软件实现了将空间图像转为平面图像,具有很好的描述性及测量性;通过实践证明该方法大大降低了"伪裂缝"的干扰,提高了对裂缝识别的准确率;该方法实现了裂缝的有效连接与连接段裂缝种子的恢复,还原真实裂缝形态信息,从而可以得到详细完整的裂缝统计特征信息;该技术方法实现了对缺陷的精细化描述定位,主要从其裂缝位置、长度、方向等方面进行量化分析;该技术方法目前已在具体工程中获得应用且效果尚佳。     

沥青路面裂缝的自动分类及测量方法

提出了基于连通域标记算法对裂缝图像内的孔洞进行分类统计,并按照公路技术状况评定标准要求对裂缝的种类进行划分。同时,应用改进骨架化算法对划分所得的裂缝进行特征信息获取。试验结果表明,该算法对于裂缝分类具有非常高的准确性,并且对裂缝测量也具有较好的稳定性与准确性,是一种有效的路面裂缝自动分类与测量的方法。     

基于Crack Mask R-CNN模型的路面裂缝像素级分割及测量算法应用分析

针对现有路面裂缝分割存在的问题,该文提出一种Crack Mask R-CNN像素级分割算法。Crack Mask R-CNN是一种用于路面裂缝图像的实例分割框架,其不仅可对图像中的裂缝进行检测,还可以对每一个裂缝的具体轮廓给出一个高质量的分割结果。首先对采集的道路裂缝大数据进行数据去噪和数据增强,构建用于模型训练、测试的数据集;其次,通过优化分割算法中锚框的比例和大小提高模型选择裂缝候选区域的准确度,并使用IoU-guided非极大值抑制（Non-Maximum Suppression,NMS）算法替代传统算法,以此提高道路裂缝分割精度。在模型学习超参数优化方面,通过训练多种组合算例,从中选择分割效果最优的超参数组合,最终训练出裂缝分割精度为93.45%的分割模型;最后,通过提取裂缝区域的拓扑特征信息,进一步实现裂缝像素级别尺寸信息的有效测量。     

基于灰度积分投影的安全带佩戴识别方法

为进一步提高安全带佩戴率,针对目前安全带佩戴提示系统存在的不足,提出了一种基于灰度积分投影的安全带佩带识别方法.该方法在对采集到的乘员图像进行预处理得到灰度分配较为均匀图像的基础上,采用全局阚值分割法对图像进行阈值分割得到二值化图,再对二值化图像分别进行垂直和水平灰度积分投影,结合安全带几何特征的先验知识,得到安全带特征点的位置坐标,从而达到安全带佩戴识别的目的.实验结果表明,该方法能有效识别乘员安全带佩戴状况,具有较高的适用性和准确性.     

基于三维技术的道路综合检测车

研发了基于三维检测技术的道路综合检测车,该检测车可同时开展路面损坏、车辙、平整度、纹理、道路景观等检测任务。路面损坏模块能采集路面灰度图像和横断面三维高程数据并自动识别裂缝、车辙、坑槽等常见病害;独创性地研发了非惯性平整度检测模块,可不受车速变化、车辆振动等因素干扰,准确采集道路纵断面高程并计算国际平整度指数(IRI),当模块纵向安装时还能精确采集道路横断面纹理数据并导出平均断面深度(MPD)。此外,该模块还可检测混凝土路面的错台情况。三维立体相机和激光雷达(LIDAR)构成的道路景观图像模块可采集道路周边环境图像和三维激光点云数据,以实现道路资产的精细化管理。     

基于V GG深度卷积神经网络和空间分布的道路裂纹种类识别

为了检测道路裂纹种类从而掌握路面状况信息进而为路面养护提供依据,研究了结合改进VGG卷积神经网络和空间分布的道路裂纹种类的识别方法.通过改进VGG网络的输入层和FC层神经元的个数,解决基于灰度图的裂纹子块的二分类识别问题,并对比不同结构的VGG网络框架在裂纹分割的结果,确定VGG11是解决基于灰度图的裂纹分割的最佳网络结构,利用基于子块的连通区域方法去除噪声子块,通过主成因分析方法提取裂纹子块的空间分布向量和对应分布系数,根据空间分布系数的比值识别道路裂纹类型.利用不同地点采集的180张裂纹图像对该方法进行验证.结果表明,该方法在识别横向裂纹、纵向裂纹和网状裂纹的正确率分别为97.6%,97.3% 和95.4%.该方法可有效地识别道路裂纹种类,特别在油污等路面复杂状况下,该方法依然具有较好的检测结果.      

路面裂缝自动识别的图像增强技术

该文介绍了基于图像处理的裂缝自动识别系统的工作流程和基本功能组成,分析研究路面裂缝图像的退化模型,阐明了影响路面图像的因素以及路面裂缝图像信号构成随机性大、背景与目标对象复杂的特点及实现自动识别的难点;说明了图像维纳滤波的原理和计算过程以及利用维纳滤波进行路面裂缝图像增强的方法,并针对具有代表性的图像进行了实例应用分析.     

基于微观形貌特征的沥青路面抗滑性能评价研究进展

介绍了沥青路面形貌对路面使用性能的影响，分析了微观形貌对路面抗滑性能影响原理，并分别对沥青路面微观形貌信息各种采集方法、微观形貌特征统计参数、图像处理技术与分形等在微观形貌特征描述中的应用、基于沥青路面微观形貌特征的摩擦系数预测与评价、沥青路面宏观纹理对路面水膜深度的影响等研究现状进行概述，建议开展沥青路面微观形貌图像三维恢复、沥青路面微观形貌特征分形描述、运用人工智能分析的方法对路面摩擦系数预测与评价等研究，并在沥青路面水流生成影响因素分析的基础上，开展路面水流过程建模与仿真方法研究。     

基于多种算法的高速公路路面裂纹检测分析

为了提高高速公路路面裂纹检测的精确性和高效性,提出了高速公路路面裂纹检测车检测装置的设计方案。首先是通过对路面动态检测系统的设计与选型,研究设计出路面图像采集系统,然后把数据图像传递并保存在计算机中;基于多种算法进一步提取线性特征识别出裂缝目标,通过对裂缝的长度、宽度进行计算,进而求出裂缝面积等操作,得到比较满意的处理图像结果。结果表明:该装置节省人工时耗,提高了路面裂纹检测的精度和效率,改善了经济效益,可为今后的高速公路路面裂纹检测分析提供基础。