基于图像处理的高速公路路面裂痕自动动检测技术研究(2)
参 考 文 献 38
附录A 40
第一章 绪论
随着我国高速公路的建设的快速发展，高速公路路基路面的质量监控体系越来越完善，要求的检测水平也越来越高。车辆在高速公路上行驶时，对路面的平整度、完好度要求较高。出现裂痕不平的公路不但对人民的生命安全造成安全隐患，还会给国家造成重大的损失。目前，高速公路延伸至全国各地，如果还使用人工丈量的方法，不但效率低、劳动强度大，而且检测速度缓慢、误差较大，不能满足如此之多的高速公路路面检测的要求，而且在进行检测过程中，危险性也较大。因此，需要一种快速高效安全的检测方法。本课题的主要研究目的就是运用光电检测的原理和数字图像处理的方法，对高速公路路面进行快速的自动检测。
1.1 国内外的发展状况
1.1.1国外的发展历程【1】
用光电检测方法配合数字图像处理来检测路面，在国外发展较早。早在上世纪70年代末，国外就有利用车载16um摄像机的摄影车来采集路面破损图像信息。载有路面破损图像信息的胶卷经过冲洗以后进行人工的判读，并录入计算机。但此方法由于成本和精度问题，并未得到广泛应用。上世纪80年代，国外研究部门开始利用摄像机来开发路面破损信息自动采集系统。如日本的Komatsu系统。但该系统最终没有得到商业应用。1995年，瑞士研究工作者开发了CREHOS系统（裂缝识别全信息摄影系统）。同时期，美国的Earth公司开发研制了“路面状况评价系统（PCES）”，瑞士基础设施服务公司（IME）开发研制的PAVUE系统，都是基于模拟技术的路面破损信息检测系统。进入90年代中期后，随着数字图像处理和硬件技术的发展，应用CCD摄像技术进行检测取得了很大的进展，并得到了广泛的应用。美国阿肯色州大学研制出了一套实时路面检测测量系统“数字公路数据车（DHDV）”。近几年来国内外许多学者将数字图像处理技术运用到物体表面裂纹检测中并取得了较好的效果。如：Priyan Gunatilake设计的飞行器表面裂纹检测系统；J Pynn设计的道路表面裂纹自动检测系统；D.H.Ryu设计的疲劳裂纹检测系统等等。
1.1.2国内的发展历程【1.2】
国內在此领域研究发展的起步较晚，但也已经取得了一定的成果。从2001年起，哈尔滨工业大学就开始了设备与算法方面的研究，已取得了相当的成果。2002年，吉林大学交通学院的王荣本教授和初秀民博士也开始了这方面的研究，取得了很好的效果。2003年，我校同江苏省宁沪高速公路股份有限公司、南京路达基础工程新技术研究所共同研发成功了国内首辆路面智能检测车。其主要技术性能已达到国际先进水平。我校杨静宇教授介绍，目前世界上极少数发达国家拥有这样的技术，和它们相比，我们的技术已经达到他们的水平，并且我们在车辙与平整度检测方法等技术上都有自己的创新之处，在世界范围内拥有知识产权。同时我们研制的智能检测车的价格只是美国的三分之一。
1.2 数字图像处理技术概述
数字图像处理亦称计算机图像处理，指将图像信号转换成数字格式并利用计算机进行处理的过程。数字图像处理技术涉及数学、计算机科学、模式识别、人工智能、信息论、生物医学等多种学科，是一门多学科交叉应用技术。其内容包括：
（1）图像获取【5】
在数字图像处理中，图像获取就是把一幅模拟图像转换成适合计算机或数字设备处理的数字信号。这一过程主要包括摄取图像、光电转换、数字化等步骤。
（2）图像增强【5】