道路自动化检测技术的应用范文

【摘要】经济的发展推动了市政道路建设，作为高速公路通车里程的世界第一大国，我国在公路养护管理上面临着新的机遇与挑战，路面检测不断引起政府部门的重视。本文对此展开探究，介绍了一种基于图像识别的道路路面自动检修技术，通过论述路面破损自动检修原理与数字化图像概念等对道路自动化检测技术展开探究。

【关键词】道路破损检测；自动化检测技术；识别技术；应用

引言

随着城市现代化建设进程的加快，我国市政交通建设取得了辉煌的成果，国家的经济与交通形成了相辅相成的发展关联，道路交通质量安全决定了我国国民经济的稳定发展，同时影响着人们日常生活、工作与生产。随着公路交通运输业的发展，政府对道路工程建设质量提出了更高的要求，这就使得在道路的养护管理工作上同样面临着更高的要求，利用传统的人工检测方法早已无法满足日益繁重的市政道路养护管理工作，为了有效提高故障或破损道路检测效率，降低人力消耗以及对交通的影响，适应公路现代化建设的要求，采用自动检测技术来提高道路检测质量[1]。

1道路自动检测系统的优势

首先分析传统的道路路面破损人工检测技术的缺陷。传统道路检测方法很简单，直接安排工作人员通过在道路上行走的方式，利用肉眼观察与判断道路破损情况，往往需要消耗大量的人力，且效率非常低，往往不能够全面排查道路破损现象。此外，传统的检测方式需要消耗大量的时间，超长里程的公路检测仅仅依靠人力进行检测，导致检测速度异常缓慢，加上检测人员自身综合素质等影响，在检测工作中，难以保证准确性，不同的检测人员根据自身经验可能会得出不同的判断。同时，这种检测方式必须首先对道路进行全面封闭，严重影响了道路交通，间接带来的经济损失比较大，且安全性不高，可能会威胁检测人员的人身安全。传统检测方法很难实现道路检测的周期性与及时性，且无法对结果进行重复判读，最终导致检测效率低下[2]。自动化检测系统在工作时间上是没有限制的，其检测速度基本能够达到120km/h以上，具有速度快、效率高、准确性高等特点。检测车辆在前进过程中，车载的电子数据处理系统能够及时接收到前置车辙监测仪、平整度检测仪、破损检测仪的信息数据，并通过该处理系统对所有数据进行集中统计与管理，自动形成相应的道路破损检测报告，自动化与智能化程度较高。而且通过该电子数据处理系统得到的检测数据，都能够上传到公路信息化管理平台的网路数据库中，便于帮助多个部门解决需要的问题或决策分析。

2道路自动化检测技术的应用

2.1路面破损自动检测原理

本文选用的道路自动化检测系统在路面破损中的检测主要根据数据采集系统得以实现。该检测系统主要由数据采集系统与图像显示即数据处理系统组成，采集系统安装在检测车辆上，包括光电扫描设备与摄像设备，通过摄像机拍摄照片，将路面破损数据在胶片上进行记录，并将这些数据通过数字化的形式表达出来，便于利用计算机进行数据处理，以供决策与评价。路面破损图像处理系统包括了对破损路面图像的预处理、描述、识别、破损程度评价等功能。

2.2摄影技术在信息采集中的应用

摄影技术是道路自动检测系统采用最广泛的路面破损图像信息采集技术，西方发达国家早在20世纪70年代就开始将摄影技术应用到路面破损图像采集中。最早投入应用的摄像机是16mm，到后来逐渐演变为高分辨率的35mm摄影机。摄影技术的图像信息数据采集流程主要为：首先对破损路面进行拍摄；照片存储与上传；系统判读路面状况；操作人员进行破损判断。相比较人工检测方法，极大地缩短了检测时间，现阶段由于摄影器材等成本较高，对路况条件要求较高，多应用于高速公路检测。摄影技术的发展促进了道路检测自动采集系统的不断更新与完善，比如美国的PCES系统、日本的Komatsu系统等，通过引入线扫描摄像机来采集破损信息，系统采集图像的最大分辨率达到了2048×2048。通过采用高密度摄影，能够每秒存储100Mbps的图像数据，提高道路检测效率。

2.3数字图像技术在信息采集中的应用

近几年CCD电荷耦合器件受到了国内各领域的广泛关注与应用，标志着半导体成像器技术的成功。CCD摄像机具有较高的动态范围与分辨率，具有动态场景图像采集的准确性与灵敏性。通过视频与图像采集卡将视频信号传输到控制系统中，实时显示、处理与存储数据信息。比较典型的成功案例有AEEB交通研究所开发的路面信息检测车辆，采用的路面图像采集系统为CCD摄像机，检测速度为110km/h，分辨率为771×582，水平分辨率为570电视线。该数据采集系统能够将图像实时显示在计算机上，实时存储图像数据，同时支持离线数据处理，检测路面的裂纹精准度可以达到3mm。CCD数字图像技术在道路检测中的应用取得了显著的成果，解决了车速与图像连续性匹配的问题，避免车速过快导致图像采集的遗漏或重叠。

3道路自动化检测系统技术要求

3.1系统配置与参数

道路自动化检测设备应当包括高速激光平整度检测系统、高分辨率路面破损检测系统、高速线激光车辙检测系统、路况图像采集系统、三维变形类检测系统等。要求检测车辆在正常的行驶速度中对道路进行自动检测，并通过各项指标的检测来评价道路状况。

3.2检测技术要求

检测车辆应当安装GPS全球定位系统与距离测量装置传感器，确保能够对数据进行精确测量，并对里程进行准确定位，对故障或破损道路地段进行准确定位。同时配置高亮度辅助光源系统，能够保障检测车辆在夜间展开准确的数据采集工作，并保证检测车辆能够在雨雪、积水、大雾等天气条件下展开昼夜工作。

3.3路面图像数据处理子系统

图像数据处理主要是对路面图像的预处理与识别分析，要求准确识别出路面破损类型，同时判别路面破损程度。由于路面破损情况往往具有多样性，加上路面杂物、阴影与油迹等印象概念股，路面破损自动识别一直是自动检测技术中的难点。要求图像数据处理子系统应当包含四大技术：图像压缩技术、破损图像预处理技术、破损图像特征描述与识别技术、破损程度自动评价技术。（1）图像压缩：要求自动化系统能够对路面图像进行压缩处理，确保对大容量的存储数据进行合理加工。应采用JPEG格式进行压缩，符合国际图像压缩标准。要求对静止图像的压缩率达到25：1。路面信息序列图像可以采用MPEG标准进行压缩，应用于检测速度较快的情况。（2）图像预处理：要求系统能够对破损路面图像进行预处理，目的在于消除路面上的噪音，比如杂物、轮胎痕迹等。图像生成、传输与记录中，系统传输介质的不完善会导致图像质量下降，造成较差的视觉效果与处理困难，因此预处理有助于提高检测准确度。（3）图像特征描述与识别：图像特征描述是通过将物体目标进行分割，利用数据与公式等描述目标区。特征描述的数据量远小于原图像数据量，在破损路面识别上减少计算量，主要可以采用灰度特征、纹理特征以及几何形状特征等描述方法。（4）破损程度自动评价：该自动化系统应当具备路面破损自动评价体系，能够对采集到的路面图像数据进行分析，对破损状况展开评价，评价结果主要与路面破损种类以及破损严重程度相关。主要对路面图像中的破损图像进行分析，即测量破损图像的比例来评价破损程度。

4结语

综合全文，道路自动化检测技术是城市现代化发展的必然产物，也是道路检测技术的重要发展方向。自动化检测系统通过数据采集系统与数理系统的组合，利用摄影技术与数字图像技术达到对破损道路的自动化检测与自动化评价，为道路维护管理方案的实施提供了有利的参考依据。

参考文献

[1]韩萍萍.试论道路自动化检测技术的应用[J].建材与装饰，2017（1）：45~46.

[2]徐广锋.浅谈自动化检测技术在普通公路检测中的应用[J].赤子，2015（3）：256.

作者：唐睿 单位：四川华腾公路试验检测有限责任公司