CN106758715B - 一种基于图像识别结果的路面小修工程量的测算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了提供一种基于图像识别结果的路面小修工程量的测算方法，包括：通过图像采集和识别设备，根据破损参数识别并分别运算单张路面图像中，裂缝类路面各种类型的破损数量；确定检测路段起、终点桩号范围，运算检测路段范围内所有路面图像中裂缝类路面破损的数量总和；通过所述计算的检测路段裂缝类路面破损数量总和，与全幅换算系数K进行运算，运算检测路段全幅宽度内裂缝类各种类型的路面破损数量总和；通过所述计算的检测路段全幅宽度内，裂缝类路面各种类型的破损数量总和，运算与之匹配的路面小修工程量。相对于现有技术，测量工程量准确度有较大的提高，在后期的人力、物料、工作量和工期进度等方面，分配准确，避免浪费。

Description

一种基于图像识别结果的路面小修工程量的测算方法

技术领域

本发明属于道路养护技术领域，特别是指一种基于图像识别结果的路面小修工程量的测算方法。

背景技术

路面小修工程是指对路面出现的横向或纵向裂缝、块裂、龟裂等路面破损进行养护处理的工程措施，通常将路面维修过程中没有纳入大修、中修的路面破损维修，列入小修工程。通过准确测算路面小修工程量，可以合理预算和分配路面小修工程费用，为日常养护管理提供有效的决策参考。

路面小修工程量的测算通常是采用人工现场调查测量方法，统计检测路段全幅宽度内路面破损的数量。由于公路里程较长，采用人工步行调查效率低下，且路面破损类型较多，调查人员的主观判断差距较大，导致调查测量结果主观性较大，因此传统方法存在准确性差和效率低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种基于图像识别结果的路面小修工程量的测算方法，以解决上述基于人工调查测量方法存在的准确性差和效率低的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种基于图像识别结果的路面小修工程量的测算方法，包括：

通过图像采集和识别设备，根据破损参数识别并分别运算单张路面图像中，裂缝类路面各种类型的破损数量；

确定检测路段起、终点桩号范围，运算检测路段范围内所有路面图像中裂缝类路面破损的数量总和；

通过所述计算的检测路段裂缝类路面破损数量总和，与全幅换算系数K进行运算，运算检测路段全幅宽度内裂缝类各种类型的路面破损数量总和；

通过所述计算的检测路段全幅宽度内，裂缝类路面各种类型的破损数量总和，运算与之匹配的路面小修工程量。

优选地，所述裂缝类路面破损类型为：条状裂缝和块状裂缝。

优选地，识别单张路面图像中裂缝类路面各种类型的破损的过程包括：

将路面图像划分为0.1m×0.1m的网格，通过自动识别技术，将包含破损的路面网格标识出来；

对于任意独立的裂缝或裂缝组合，其标识网格形状的任意部位无法覆盖0.3m×0.3m的方形面积，识别为条状裂缝；

对于任意独立的裂缝或裂缝组合，其标识网格形状的任意部位覆盖至少一个0.3m×0.3m的方形面积，识别为块状裂缝。

优选地，全幅换算系数K通过以下公式的运算获得：

K＝α×β；

其中，α为检测宽度换算系数，w₁为半幅路面宽度，w₀为路面图像的检测宽度，β为检测方向换算系数，检测上下行两个行车方向为1，检测单个行车方向为2。

优选地，运算匹配的路面小修工程量包括：

将条状裂缝的长度总和确定为灌缝工程量；将块状裂缝的面积总和确定为挖补工程量。

本发明相对于现有技术中，任意设定识别标准的技术方案，具有识别准确的效果。确定的识别标准，引入识别精度和作业面积这两个参数，从而得到后期的测量结果相对于现有技术，准确度有较大的提高，得到的小修工程量，在后期的人力、物料、工作量和工期进度等方面，分配准确，避免浪费。

附图说明

图1为实施例的流程图；

图2为实施例中拍摄的图像以及识别后的图像；

图3为实施例中双向双车道公路、单向检测的示意图；

图4为实施例中双向双车道公路、双向检测的示意图；

图5为实施例中双向多双车道公路、单向检测的示意图；

图6为实施例中双向多双车道公路、双向检测的示意图。

具体实施方式

为清楚说明本发明中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。

参见图1，图1为本发明实施例一的流程图，包括以下步骤：

步骤S11：通过图像采集和识别设备，根据破损参数识别并分别运算单张路面图像中，裂缝类路面各种类型的多个破损数量S_i；

其中裂缝类路面破损类型包括条状裂缝和块状裂缝；

i＝1时，S₁等于条状裂缝的长度，i＝2时，S₂等于块状裂缝的面积；

识别单张路面图像中裂缝类路面破损的过程包括：

将路面图像划分为0.1m×0.1m的网格，通过自动识别技术，将包含破损的路面网格标识出来。

对于任意独立的裂缝或裂缝组合，其标识网格形状的任意部位无法覆盖0.3m×0.3m的方形面积，识别为条状裂缝；

对于任意独立的裂缝或裂缝组合，其标识网格形状的任意部位可以覆盖至少一个0.3m×0.3m的方形面积，识别为块状裂缝；

典型的条状裂缝和块状裂缝示例参见图2；图中左侧为路面图像，图中右侧为识别后的图像，其中，右侧的网格为网格形状标识；

图2对应的路面图像中裂缝类路面破损数量S_i见表1；表1为右侧图像中识别后的S₁和S₂；

表1

路面图像	条状裂缝长度S<sub>1</sub>(m)	块状裂缝面积S<sub>2</sub>(m<sup>2</sup>)
			条状裂缝示例一	2.3	0
条状裂缝示例二	6.8	0
			块状裂缝示例一	0	0.09
块状裂缝示例二	5.0	0.24

区分条状裂缝和块状裂缝的目的是选择相适应的小修工程措施，通常条状裂缝采用灌缝措施，块状裂缝采用挖补措施，其识别标准决定了小修工程量测算的准确率。

传统的方法通过人工现场测量，为了统计方便，在路面破损达到一定规模时才计入块状裂缝，通常将需要修补的裂缝随意设定面积，例如，采用0.5m×0.5m标识居多，这样简单的统计裂缝对应的工作量，极不准确，易造成需要进行挖补的小型块状裂缝计入了灌缝措施工程量。

本发明采用的0.3m×0.3m识别标准，根据基于图像识别结果的精度和块状裂缝挖补工艺的机械作业最小面积确定。例如，图像识别精度为0.1m×0.1m的单元格——行业标准的要求，基于路面切割机的适宜切割面积，面积太小不便操作。

表2给出了不同识别标准下典型示例(图2)的识别结果，结果表明，缩小此识别标准，将造成部分条状裂缝误识别为块状裂缝，且面积过小挖补作业不便实施；扩大此识别标准，将使部分块状裂缝识别为条状裂缝，造成小修工程量测算的不准确。

表2

通过上表可以看出，选择0.3m×0.3m后，识别结果正确的最高。采用0.3m×0.3m作为识别标准，相对于现有技术中，任意设定识别标准的技术方案，具有识别准确的效果。确定的识别标准，引入识别精度和作业面积这两个参数，从而得到后期的测量结果相对于现有技术，准确度有较大的提高，得到的小修工程量，在后期的人力、物料、工作量和工期进度等方面，分配准确，避免浪费。

步骤S12：确定检测路段起、终点桩号范围，运算检测路段范围内所有路面图像中裂缝类路面破损的数量总和；

通过输入的检测路段起终点桩号范围[a，b]，运算检测路段范围内所有路面图像中裂缝类路面破损的数量总和

对于实例G101起终点桩号范围[110+000，121+065]，运算裂缝类路面破损数量总和S_Ti见表3；

表3

步骤S13：通过所述计算的检测路段裂缝类路面破损数量总和，与全幅换算系数K进行运算，运算检测路段全幅宽度内裂缝类各种类型的路面破损数量总和；

通过检测路段裂缝类路面破损数量总和S_Ti，与全幅换算系数K进行运算，运算检测路段全幅宽度内裂缝类路面破损数量总和S_Wi＝K·S_Ti；

全幅换算系数K通过以下公式的运算获得：

K＝α·β；

其中，α为检测宽度换算系数，w₁为半幅路面宽度，w₀为路面图像的检测宽度，β为检测方向换算系数；

图3给出全幅换算系数K的计算实例一：

双向双车道公路，单向检测，α＝w₁/w₀，β＝2；

图4给出全幅换算系数K的计算实例二：

双向双车道公路，双向检测，α＝w₁/w₀，β＝1；

图5给出全幅换算系数K的计算实例三：

双向多车道公路，单向检测，α＝w₁/w₀，β＝2；

图6给出全幅换算系数K的计算实例四：

双向多车道公路，双向检测，α＝w₁/w₀，β＝1；

步骤S14：

通过所述计算的检测路段全幅宽度内，裂缝类路面各种类型的破损数量总和，运算与之匹配的路面小修工程量。

通过检测路段全幅宽度内裂缝类路面破损数量总和S_Wi，运算与之匹配的路面小修工程量，即S_Mi＝S_Wi。

路面小修工程量包括灌缝工程量和挖补工程量，匹配方法为：

灌缝工程量S_M1等于条状裂缝的长度总和S_W1，即S_M1＝S_W1；

挖补工程量S_M2等于块状裂缝的面积总和S_W2，即S_M2＝S_W2；

通过本发明的方法，可实现准确的测算出破损路面的所对应的各种类型的公路破损量，从而可以准确的确定出对应的小修工程量，便于分配相应的物料。

对于本发明各个实施例中所阐述的方案，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于图像识别结果的路面小修工程量的测算方法，其特征在于，包括：

通过图像采集和识别设备，根据破损参数识别并分别运算单张路面图像中，裂缝类路面各种类型的破损数量；

确定检测路段起、终点桩号范围，运算检测路段范围内所有路面图像中裂缝类路面破损的数量总和；

通过所述计算的检测路段裂缝类路面破损数量总和，与全幅换算系数K进行运算，运算检测路段全幅宽度内裂缝类各种类型的路面破损数量总和；

通过所述计算的检测路段全幅宽度内，裂缝类路面各种类型的破损数量总和，运算与之匹配的路面小修工程量，所述裂缝类路面破损类型为：条状裂缝和块状裂缝，识别单张路面图像中裂缝类路面各种类型的破损的过程包括：

将路面图像划分为0.1m×0.1m的网格，通过自动识别技术，将包含破损的路面网格标识出来；

对于任意独立的裂缝或裂缝组合，其标识网格形状的任意部位无法覆盖0.3m×0.3m的方形面积，识别为条状裂缝；

对于任意独立的裂缝或裂缝组合，其标识网格形状的任意部位覆盖至少一个0.3m×0.3m的方形面积，识别为块状裂缝。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，全幅换算系数K通过以下公式的运算获得：

K＝α×β；

其中，α为检测宽度换算系数，w₁为半幅路面宽度，w₀为路面图像的检测宽度，β为检测方向换算系数，检测上下行两个行车方向为1，检测单个行车方向为2。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，运算匹配的路面小修工程量包括：

将条状裂缝的长度总和确定为灌缝工程量；将块状裂缝的面积总和确定为挖补工程量。