[发明专利]基于沥青混凝土路面激光三维数据的表面纹理分离方法

说明书

本发明提供了一种基于沥青混凝土路面激光三维数据的表面纹理分离方法，包括以下步骤：步骤1，获取沥青路面表面纹理三维深度数据集合Q；步骤2，对所述沥青路面表面纹理三维深度数据集合Q中缺失数据进行填充处理；步骤3，对填充处理后的沥青路面表面纹理三维深度数据集合Q进行滤波处理，得到滤波后的沥青路面表面纹理三维深度数据集合Q′；步骤4，对Q′中的沥青路面表面纹理三维深度数据进行宏观纹理与微观纹理分离，得到沥青路面宏观纹理数据和沥青路面微观纹理数据；本发明在传统的分离方法上引入稳健估计理论，有效的解决宏观纹理受奇异值影响的问题，从而提升了传统分离方法的稳定性。

技术领域

本发明属于道路工程领域，具体涉及一种基于沥青混凝土路面激光三维数据的表面纹理分离方法。

背景技术

沥青路面良好的抗滑性能是公路交通安全的前提。研究表明沥青路面抗滑性能主要取决于路面表面的宏观纹理和微观纹理，其中微观纹理决定低速行车条件下路面的抗滑性能，宏观纹理不仅影响干燥条件下的抗滑性能，而且影响高速行车过程中的路面抗滑性能。因此为了利用三维技术研究沥青路面的抗滑性能，对路面表面纹理有效地分离十分重要。目前表面形貌分离方法主要有分形法，Motif法，滤波法。上述现有方法的分离结果的精确度有待提高，且分离结果受奇异值的影响较大。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于沥青混凝土路面激光三维数据的表面纹理分离方法，解决现有技术无法高精度对路面的宏观纹理和微观纹理进行分离的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

一种基于沥青混凝土路面激光三维数据的表面纹理分离方法，包括以下步骤：

步骤1，获取沥青路面表面纹理三维深度数据集合Q；其中，m，n均为大于1的整数；z(x,y)表示第x行第y列所对应的沥青路面表面纹理三维深度数据；

步骤2，对所述沥青路面表面纹理三维深度数据集合Q中缺失数据进行填充处理；

步骤3，对填充处理后的沥青路面表面纹理三维深度数据集合Q进行滤波处理，得到滤波后的沥青路面表面纹理三维深度数据集合Q′；

步骤4，对Q′中的沥青路面表面纹理三维深度数据z′(x,y)进行宏观纹理与微观纹理分离，得到沥青路面宏观纹理数据w(x,y)和沥青路面微观纹理数据r(x,y)；

包括：

步骤41，设迭代因子i＝0，稳健权函数δ₀(x,y)＝1，迭代精度t＝0.0001，迭代残差c_B,0＝100000；

步骤42，通过式(1)得到疑似沥青路面宏观纹理特征w_i(x,y)：

式(1)中，ξ为X方向上的卷积因子，η为Y方向上的卷积因子，δ_i(ξ,η)表示第i次迭代时的稳健权函数矩阵，g(x-ξ,y-η)为权函数矩阵；

步骤43，通过式(2)计算迭代残差c_B,i+1；

C_B,i+1＝4.4·med(|z′(x,y)-w_i(x,y)|) (2)

步骤44，若|c_B,i-c_B,i+1|t，i＝i+1，重复步骤42至步骤43；否则，将疑似沥青路面宏观纹理特征w_i(x,y)作为沥青路面宏观纹理数据w(x,y)；

步骤45，通过式(3)得到沥青路面微观纹理数据r(x,y)：

r(x,y)＝z′(x,y)-w(x,y) (3)