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路面裂缝自动评价方案
 
慧聪网   2005年12月9日15时59分   信息来源:慧聪网工程机械行业频道    

  1. 简介

  众所周知,使用人工方法评价路面病害有很多明显的缺点。本文,我们将呈现Roadware集团提供的,已经过实践验证的一整套路面裂缝自动评价方案。

  在过去的十多年中,Roadware研制并发展了一套路面裂缝自动评价方案。它的有效性,实用性已经得到证实。该方案的核心软件包WiseCrax已经在全球15个国家广泛使用。前不久,该软件通过了英国TRL论证,取得了英国市场的资质。仅在Roadware集团,每年通过WiseCrax处理的路面图象就超过16万公里。

  这个方案由三个部分组成,实时图象采集,高速裂缝分析和质量控制程序。

  2. 实时成象系统

  当ARAN以高速公路速度行驶时,ARAN上的路面成象系统实时采集高分辨率的路面图象。成象系统根据行驶速度自动选取当前图象帧中适当的部分。重叠的部分将被舍弃。同时,由于系统使用了高强度的闪光灯,克服了太阳光所产生的阴影。选择适当的照射角度, 这一人工照明系统也将突出裂缝信息。理论上,即使没有自然光,ARAN也可采集路面图象。

  在选择摄像头和镜头的过程中,验证了系统的MTF(Modulation Transfer Function),保证了最佳的图象质量。

  2.1 摄像头及镜头的选择

  在Roadware集团,工程部团队跟踪并应用最先进的技术改进图象的质量。从模拟到数字摄像头,从面扫描到线扫描摄像头,我们一直努力并继续开发更高分辨率,更清晰的成象系统。

  对于摄像头及镜头的选择,基于多年的经验,我们建立了一整套实用而精确的评价、选择方案。选择最合适的摄像头及镜头。在应用摄像头及镜头之前,摄像头及镜头的分辨率,失真度和运动模糊度都会被定量地测量。

  在选定摄像头及镜头之前,我们先根据摄像头及镜头的灵敏度及质量参数进行初选。初选之后再进行定量测试,在实验室中,采用基于MTF的方法进行测试。将初选的摄像头及镜头不同组合,分别测试传感器表面及道路表面的分辨率。从中选取最佳组合。为取得最小的几何失真,我们设计和使用了特殊的测试图案。

  当摄像头及镜头选定以后,摄像头及镜头将和采集系统集成在一起。整个系统将试运行并采集试样数据,以验证系统层次上的表现。

  2.2 人工照明

  对于裂缝检测的准确性,图象质量至关重要,照明系统的质量是图象质量好坏的关键因素之一。没有良好的环境控制光照明,稳定及强健的裂缝信号得不到保证。对于人工照明,有两了目标:(1)防止太阳光引起的阴影;(2)增强裂缝信号。因此,人工照明光的照射角度经过了精心设计和测试。另外,在视野范围内,特别对于面扫描摄像,照明的均匀度也非常重要。

  2.3 实时拼接及压缩,存储

  由于摄像头的安装高度是固定的,所以,摄像头所覆盖的面积也是固定的。依据检测车行使的速度,并不是所有的象素都有用。从同一个摄像头,相邻的两副图象之间存在重叠的部分。重叠部分的大小应该根据检测车行使的速度来计算。

  为了消除重叠部分,节省空间和降低后处理时间,我们开发并应用了实时拼接算法。只有不重叠的部分将被压缩并存储到硬盘上。图象采集子系统将自动识别行使速度,计算当前帧的不重叠部分象素数,然后将相邻帧拼接在一起组成整幅Station图象。目前,ARAN支持米,毫英里和英尺三种单位。最常用的Station图象尺寸是10米,10毫英里或50英尺。

  在将图象存入硬盘之前,station图象将会被实时地压缩为标准JPEG格式。JPEG压缩的参数经过严格测试,选择为保持了检测率和压缩率之间的最佳平衡。如果读者需要更详细的信息,请参阅Roadware的技术报告。

 
作者:周彦博 
 
 
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