一种交通工程路面质量检测方法与流程

本发明涉及交通工程，具体为一种交通工程路面质量检测方法。

背景技术：

1、随着交通运输的不断发展和城市化进程的推进，道路作为重要的基础设施之一，承担着大量的交通运输任务，道路的安全性、舒适性和耐用性直接影响到交通流畅性与驾驶员及乘客的安全，然而，随着道路使用年限的增加和交通负荷的加重，路面质量逐渐退化、裂缝、车辙和坑洞等路面病害频发，这些问题不仅影响了行车安全，还可能引发交通事故，因此，如何有效、精确地监测和评估路面状况，成为交通管理部门亟待解决的问题。

2、传统的路面检测方法多依赖人工巡检和定期检测车载设备，这些方法虽然能够在一定程度上发现路面缺陷，但存在较大的人为误差、数据不全面和检查效率低等缺点，人工巡检不仅费时费力，还容易忽略一些微小的路面问题，此外，随着道路规模的不断扩大，传统检测方法的工作量也呈现急剧上升的趋势，进一步加剧了检测和维护的困难，因此，本领域的技术人员提供了一种交通工程路面质量检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种交通工程路面质量检测方法，解决了传统路面检测方法中存在误差、数据不全面和检查效率低的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种交通工程路面质量检测方法，包括：

5、采集路面图像数据，通过安装在专用检测车辆上的高清摄像头和激光扫描仪，采集路面图像和表面高度数据，构建路面平整度的三维模型，激光扫描仪的精度应不低于毫米级，以确保表面微小不平整度的检测精度；

6、处理图像数据和高度数据，通过图像处理软件，对采集到的路面图像数据进行去噪、分割和特征提取处理，识别出路面的裂缝、坑洞的缺陷，激光扫描仪采集的高度数据则用于计算路面平整度，通过算法评估路面表面不平整的区域和程度；

7、摩擦系数测量，使用车载传感器系统，在车辆行驶过程中实时测量路面的摩擦系数，通过传感器与路面接触，实时检测摩擦力变化，并计算出摩擦系数，判断路面摩擦性能是否达到标准要求；

8、抗压强度分析，在检测过程中，使用智能化车载压力传感器和应力传感器，通过在路面上施加一定压力并记录反应，分析路面的抗压强度，数据通过实时传输到数据处理系统，采用计算模型评估路面的抗压能力，预测其使用寿命和是否存在结构性损伤；

9、综合评估与反馈，对采集到的各类数据进行综合分析，采用机器学习算法或数据挖掘技术评估路面整体质量，生成评估报告，并实时反馈检测结果，报告包括路面的平整度、摩擦系数和抗压强度的合格情况，并提供详细的缺陷区域和改善建议。

10、优选的，所述采集路面图像数据包括以下步骤：

11、s1.高清摄像头，安装在检测车辆上的高清摄像头采用多种角度进行拍摄，摄像头分辨率不低于8k，以保证能捕捉到路面表面细微的裂缝、坑洞和车辙，通过调节摄像头的焦距和视角，获取不同尺度的路面图像信息；

12、s2.激光扫描仪，激光扫描仪通过激光发射与接收，在车辆行驶过程中获取路面表面各个点的高度信息，通过发射激光束，接收激光束的反射信号来计算到各点的距离，并生成高精度的路面三维模型；

13、s3.数据同步，高清摄像头与激光扫描仪需要实现数据的同步采集，采用gps模块与惯性测量单元来对采集的数据进行时间标记，确保不同传感器的数据能够精确配比，为后续处理提供依据；

14、s4.数据存储，所有采集到的图像数据和激光扫描数据通过实时传输至车载计算平台并进行存储，数据量大时需考虑存储设备的容量以及数据的压缩与加密技术。

15、优选的，所述处理图像数据和高度数据包括以下步骤：

16、s1.图像去噪，由于环境可能影响图像质量，需要采用图像去噪算法去除图像中的噪声，确保图像的清晰度，计算公式如下：

17、

18、其中，x是与中心点的距离；σ是标准差，控制高斯曲线的宽度，σ越大，高斯曲线越宽，平滑效果越强；

19、s2.图像分割与特征提取，使用计算机视觉技术对图像进行分割，识别出裂缝、坑洞、车辙和剥落的缺陷，对于裂缝检测，使用边缘检测算法来检测裂缝的边缘，计算公式如下：

20、

21、对于坑洞和车辙，采用区域增长算法来识别深度不均的区域；

22、s3.路面平整度计算，通过激光扫描仪获得的高度数据，构建路面表面模型，利用三维重建算法，将每个激光点的数据转化为三维坐标，生成路面高度图，通过计算路面局部的高程差异，评估路面是否符合平整度标准；

23、s4.缺陷识别与分类，结合机器学习算法，对检测到的缺陷进行分类，通过标注数据训练深度学习模型，提高缺陷检测的精度和自动化水平。

24、优选的，所述摩擦系数测量包括以下步骤：

25、s1.摩擦系统数传感器，车载摩擦系数测量设备通常由传感器与传动装置组成，常见的设备包括干湿滑测试仪、摩擦力传感器和加速度计，传感器安装在车轮或车体下部，测量轮胎与路面之间的摩擦力，利用力学公式计算摩擦系数；

26、s2.测量过程，在车辆行驶过程中，传感器实时记录车轮与路面之间的摩擦力，在湿滑、干燥和光滑，不同路面条件下，通过测量得到不同的摩擦力数值，通过计算摩擦系数，评估路面的摩擦性能；

27、s3.数据分析与反馈，传感器采集的摩擦数据通过车载计算机传输至中央数据处理系统，系统实时分析计算出摩擦系数，并与标准值进行比对。

28、优选的，所述抗压强度分析包括以下步骤：

29、s1.压力传感器，车载压力传感器通过测量轮胎与路面接触时产生的压力变化，评估路面的抗压能力，高精度的压力传感器可以实时监测不同路面区域的压力分布，特别是在桥梁、隧道和老旧路段；

30、s2.应力传感器，除了压力，车载应力传感器可以监测路面在车辆负载作用下的应力变化，通过应力传感器，可以获取路面受力的分布情况，识别是否存在由于结构问题导致的应力集中现象；

31、s3.数据处理与评估，传感器采集到的数据通过车载计算机系统进行处理，分析路面的抗压强度。

32、优选的，所述综合评估与反馈包括以下步骤：

33、s1.数据融合与分析，系统融合与分析，系统通过数据融合技术，将图像数据、激光扫描数据、摩擦系统数据和压力传感器数据综合分析；

34、s2.机器学习与智能分析，系统可以使用机器学习算法进行模式识别和异常检测，自动识别出路面的潜在问题；

35、s3.报告生成与反馈机制，基于检测结果、系统自动生成报告，报告内容包括路面平整度、摩擦系数、抗压强度和缺陷分布的指标详细信息；

36、s4.反馈与维护建议，系统会根据综合评估结果，给出具体的养护建议，相关部门可根据系统反馈的信息，优先进行维护，减少交通安全隐患。

37、(三)有益效果

38、本发明提供了一种交通工程路面质量检测方法。具备以下有益效果：

39、1、本发明中，通过智能化传感器与数据处理系统的协同工作，大大提高了路面质量检测的自动化水平，减少了人工干预的需求，提升了工作效率。

40、2、本发明中，使用激光扫描、高清图像采集以及传感器技术，能够精确检测路面的微小缺陷，保证检测结果的准确性。

41、3、本发明中，检测数据可以实时反馈至管理系统，便于及时进行路面氧化和维修，避免因路面质量问题而造成的交通安全隐患，本方法不仅可以评估路面的平整度和摩擦系数，还可以对路面的抗压强度进行分析，提供全面的质量评估报告。