[发明专利]一种基于路面车辙病害三维重构的车辙长度计算方法

说明书

本发明提出一种基于路面车辙病害三维重构的车辙长度计算方法，属于车辙长度计算技术领域。包括以下步骤：S1.在车辆上安装气压式减振器、压电式加速度传感器和至少两台三维线结构光相机，采集路面图像数据和车辆的加速度数据；S2.将采集到的路面图像数据进行预处理；S3.消除车辆振动对采集数据的影响；S4.将三维线结构光相机采集到的路面图像数据进行融合；S5.构建三维空矩阵和平面断层切割，完成路面车辙病害的三维重构；S6.基于路面车辙病害三维重构计算车辙长度。解决了现有技术中存在的路面车辙长度计算不全面、不准确、所需算力大、计算速度慢、效率低的技术问题。

技术领域

本申请涉及车辙长度计算方法，尤其涉及一种基于路面车辙病害三维重构的车辙长度计算方法，属于车辙长度计算技术领域。

背景技术

有很多情况可以造成路面车辙对道路的影响，具体包括：影响路面平整度，导致行车舒适性降低；减薄沥青层厚度，降低面层和车辙结构的整体强度，引起裂缝、坑槽等其它路面破坏；车辙路段较大位置处，影响车辆的方向控制；雨天路表排水不畅，车辆行驶易发生漂移，影响高速行车安全。路面车辙长度作为车辙的特征参数之一，可反映道路结构的性能，尤其是对于结构型车辙和流变型车辙而言，车辙的长度越小，结构抵抗变形的能力越强；而车辙的长度越大，表明道路结构发生了大范围的变形，道路结构难以适应相应环境和荷载下的正常服役。通过对路面车辙长度的统计和成因分析，可建立道路结构形式和材料性能与环境、荷载的匹配关系，辅助道路设计、建设与养护决策。

为此，有研究人员提出了以下方案：

1、一种路面车辙检定样件及其使用方法(CN111535130A)提出了一种对车辙长度检测结果标定的标准方法，此类方法操作简单、易行，但此类方法没有考虑车辙长度的分布差异，仅能以点式检测的方式，近似表征车辙的长度信息，无法准确分析车辙长度的分布规律。

2、一种基于路面连续激光点云的车辙精细三维特征提取方法(CN110675392A)，通过提取车辙凹槽侧壁边缘线和凹槽底部中线信息。此种方法仅考虑了车辙凹槽底部中线的长度信息，而受到环境和荷载的影响，沿行车方向不同断面的车辙长度存在较大差异，无法通过中线长度准确表征车辙长度的分布状态。同时，直接对三维点云数据进行处理时，计算速度慢、效率低、对计算机要求高。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，为解决现有技术中存在的路面车辙长度计算不全面、不准确、所需算力大、计算速度慢、效率低的技术问题，本发明提供一种基于路面车辙病害三维重构的车辙长度计算方法

方案一：一种基于路面车辙病害三维重构的车辙长度计算方法，包括以下步骤：

S1.在车辆上安装气压式减振器、压电式加速度传感器和至少两台三维线结构光相机，采集路面图像数据和车辆的加速度数据；

S2.将采集到的路面图像数据进行预处理；

S3.消除车辆振动对采集数据的影响；

S4.将三维线结构光相机采集到的路面图像数据进行融合；

S5.构建三维空矩阵和平面断层切割，完成路面车辙病害的三维重构；

S6.基于路面车辙病害的三维重构计算车辙长度，包括以下步骤：

S61.建立虚拟平面VS，虚拟平面VS与道路横断面方向和道路平面垂直；

S62.提取车辙三维矩阵M的第一页矩阵MWH1，其中，W方向为道路横断面方向，H方向为行车方向；