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【裂缝识别】基于计算机视觉实现公路裂缝检测研究与实现含Matlab源码

2022-04-25 15:42 作者:Matlab工程师  | 我要投稿

1 简介

高速公路对国家和地区的经济发展起到了关键性的作用,俨然已成为衡量一个国家现代化程度的标志,近几年我国高速公路的建设十分迅速,据官方资料至2012年年底,我国高速公路总里程已经达到了4.1万公里,位居世界第二位,而在“十一五”期间全国又新建成高速公路2.4万公里,至此高速公路总里程达到6.5万公里。一大批高速公路的建成,为沿线地区的经济腾飞做出了巨大贡献,促进了国民经济的迅速发展,但是因为高速公路暴露于大气中,需长期承受着雨水的腐蚀、车辆的重压、人为的破坏等等,因此养护工作就显得格外重要,否则将严重影响到交通安全的状况。在公路养护中,路面裂纹是衡量道路质量最重要的一个指标,如果在裂纹出现的初期就能够及时的发现,并且对裂纹的发展情况给予实时的跟踪,那么公路的养护费将会极大的减少,同时还能够使得高速公路的行车安全得到保证。目前国内主要是依靠人工来检测高速公路的路况,已经不能够满足高速公路的检测要求,其主要的缺点有以下几点:

(1)人力耗费过大:基于人视觉的检测需要依靠养护工人到现场,使用眼睛来观察,然而一条高速公路里程数相当可观,因此工人的劳动强度过大。

(2)时间耗费过长:虽然投入巨大的人力,但是由于是基于人的视觉特性,因此速度依然很慢。

(3)精确度不高:判断裂纹易受人的主观因素影响,因此判定结果会因人而异。

(4)影响正常的交通:检测路面病害时,需要将高速公路封闭,从而会影响到正常的交通。

(5)危险:尽管检测路面病害时是封闭了车道,但是依然存在潜在的人身安全隐患。

(6)花费过高:因为投入了巨大的人力和时间,所以花费很高。数字图像处理,又称计算机图像处理,这是因为在一般情况下是用计算机来处理,它是指先将图像信号转换成数字信号,然后再用计算机对其加工处理的技术。在二十世纪六十年代的初期,数字图像处理成为一门学科,早期的数字图像处理主要是为了提高图像的质量,从而可以大大改善人的视觉效果,从七十年代中期开始,人工智能、计算机技术伴随着图像处理技术的进一步的发展而得到快速的发展,数字图像处理的技术开始向着更高层次发展,即计算机视觉,这种技术是利用计算机来模拟人类的视觉神经系统,通过描述各种图像来理解外面的世界。数字图像处理主要研究的内容有:图像编码、图像增强、图像复原、图像分割,图像描述,图像识别等等。伴随着数字图像处理技术、大容量的存储器以及高性能CPU的不断发展,使得基于数字图像处理技术的路面裂纹检测技术成为可能,利用先进的图像采集技术,对公路路面图像采集,并将采集的数据存放到大容量的存储设备中,可以离线也可实时的对采集到的图像处理,当然如果是实时的处理图像,则会要求图像处理的算法更高效,相关的硬件设备性能更好。利用上述的新技术应用于公路裂纹的检测,不仅可以节省劳动力、去除人的主观因素影响,而且可以快速、准确地对公路的路况进行评价,显然是路面裂纹检测发展的必然趋势。综上所述基于数字图像处理技术的路面裂检测技术,是一门具有使用价值的高新兴技术。

2 部分代码

   function Mask=Muban(Slog,f_size)    % %函数功能:根据频谱图Slog中峰值位置,构造一个自适应的陷波滤波器模板 。    % %    % % 参数说明    % % 输入:Slog:一幅图像的傅里叶频谱图    % %          f_size:填充0的方形图像尺寸    % % 输出:Mask:陷波滤波器模板    TH=0.78*max(Slog(:));    %该比例需要根据不同的处理对象作出修改    Mask0=ones(f_size,f_size);    for s=1:f_size        for t=1:f_size                  if Slog(s,t)>=TH                Mask0(s,t)=0;%初始陷波模板            end                end    end    Mask1= imclose(~Mask0, strel('disk', 3));%闭操作    Mask2=imerode(Mask1,strel('disk', 3));%腐蚀    Mask2=imdilate(Mask2,strel('disk', 10));%膨胀    Mask=~Mask2;%陷波模板    end

3 仿真结果

4 参考文献

[1] 闵祥虎,祖熙宇,郑达人.公路沥青路面裂缝处理的分析[J].北方交通,2008,3(5):37~39.

[2] 唐磊.基于图像分析的路面病害自动检测[D].南京理工大学,2007.

[3] 阮秋琦著.数字图像处理学[M].北京:电子工业出版社,2007.

[4] Milan Sonka,Vaclav Hlavac,Roger Boyle著,艾海舟,武勃等译.图像处理、分析与机器视觉[M].北京:人民邮电出版社,2003.

博主简介:擅长智能优化算法、神经网络预测、信号处理、元胞自动机、图像处理、路径规划、无人机等多种领域的Matlab仿真,相关matlab代码问题可私信交流。

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