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拉东变换在路面裂缝检测中的应用

作　者: 罗茶根
导　师: 欧阳爱国
学　校: 华东交通大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 路面裂缝 图像分析 拉东变换 裂缝检测 裂缝识别
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


交通基础设施的健全对经济可持续发展至关重要。保证路面的优良品质是道路基础设施主管部门的首要任务。由于建造路面的材料在使用过程中会受各种载荷、外部环境条件和老化的影响，路面形成的早期破损大多表现为表面开裂，对道路交通带来安全隐患。自动化路面裂缝调查的顺利实施将减少调查的成本，同时为道路管理和维护提供标准化和更为客观的数据结果。当前，图像处理技术被广泛应用于自动控制、生物学、医学及交通工程测量等领域。在交通工程领域，图像处理技术主要用在车牌识别、自动路面裂缝检测及路面破损识别等方面。本研究回顾了路面破损检测设备及路面裂缝图像处理技术的研究进展。首先，在线性CCD图像传感器的基础上，构建了路面裂缝图像采集装置，成功地采集到室内模拟路面裂缝图像。其次，为了便于裂缝检测和识别，分析了路面裂缝灰度图像的子块分布特征及其投影变换后的分布规律。再次，确立了路面裂缝分类规则，实现了拉东变换算法对四类典型路面裂缝的分类。最后，开发了路面裂缝图像处理软件以用于实现传统算法和本研究提出的算法。试验结果证明，拉东变换能有效识别横向裂缝、纵向裂缝、块状裂缝和网状裂缝，精确度分别为97.03%、98.85%、90.48%、73.33%。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-19
  1.1 课题背景及研究意义  7-8
  1.2 国外路面破损检测设备研究进展  8-11
    1.2.1 基于摄影技术的第一代路面破损检测设备  8-9
    1.2.2 基于模拟摄影/电视技术的第二代多功能路面破损检测设备  9
    1.2.3 基于数字摄像/照相技术的第三代多功能路面破损检测设备  9-10
    1.2.4 基于线扫描技术的第四代多功能路面破损检测设备  10
    1.2.5 国外路面破损检测技术专项研究  10-11
  1.3 国内路面破损检测设备研究进展  11-16
    1.3.1 南京理工大学研究团队成果  11-12
    1.3.2 北京星通联华科技发展有限公司研究团队成果  12
    1.3.3 交通部公路科学研究院研究团队成果  12-13
    1.3.4 武汉大学研究团队成果  13
    1.3.5 哈尔滨工业大学研究团队成果  13-14
    1.3.6 国内其它研究团队  14-16
  1.4 路面破损检测方法评估研究现状  16-17
  1.5 课题主要研究内容及论文安排  17-19
第二章 路面裂缝图像检测研究基础  19-32
  2.1 公路路面破损简介  19-22
    2.1.1 公路路面破损类型  19
    2.1.2 路面裂缝分类及成因  19-20
    2.1.3 路面裂缝评价标准  20-22
  2.2 路面裂缝检测原理  22-23
  2.3 路面裂缝图像识别  23-24
  2.4 路面裂缝图像处理算法研究现状  24-31
    2.4.1 国外路面裂缝图像处理算法研究进展  24-26
    2.4.2 国内路面裂缝图像处理算法研究进展  26-30
    2.4.3 路面裂缝图像处理算法评价研究现状  30-31
  2.5 本章小结  31-32
第三章 路面裂缝图像采集装置设计  32-40
  3.1 路面裂缝图像采集装置平台设计  32-34
  3.2 行走部分设计  34
  3.3 路面裂缝图像采集系统设计  34-38
    3.3.1 相机选型  34-35
    3.3.2 相机镜头选型  35-36
    3.3.3 相机定位装置设计  36-37
    3.3.4 图像采集卡选型  37-38
    3.3.5 路面裂缝图像采集装置硬件调试  38
  3.4 路面裂缝图像采集装置工作原理  38-39
  3.5 试验样品准备  39
  3.6 本章小结  39-40
第四章 基于图像特征的路面裂缝识别  40-50
  4.1 子块分布矩阵  40-42
  4.2 灰度共生矩阵  42-43
  4.3 投影特征  43-44
  4.4 拉东变换  44-49
  4.5 本章小结  49-50
第五章 基于 Matlab GUI 的路面裂缝图像处理软件设计  50-58
  5.1 软件设计原则  50
  5.2 路面裂缝图像处理软件设计  50-53
    5.2.1 功能模块  50-51
    5.2.2 登陆界面  51
    5.2.3 主要功能界面  51-53
  5.3 实验结果与分析  53-57
  5.4 软件开发小结  57-58
第六章 总结与展望  58-60
  6.1 工作总结  58
    6.1.1 文献回顾  58
    6.1.2 装置设计  58
    6.1.3 裂缝识别  58
    6.1.4 软件开发  58
  6.2 今后研究工作展望  58-60
参考文献  60-67
个人简历 在读期间发表的学术成果及参与的课题  67-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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