基于数字图像的干线公路养管信息采集系统研究-交通运输工程专业论文.docx

The research on acquisition system of trunk highways maintenance information based on digital image A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Lu Xiaoqi Supervisor：Associate Prof. Song Hongxun Chang’an University, Xi’an, China i i PAGE PAGE iv 摘 要 随着我国公路建设的快速发展，干线公路路基、路面和沿线设施的检测工作越来越 受到重视。如何能高效、客观、准确地检测和评价干线公路路基、路面和沿线设施的技 术状况，对我国干线公路的养管工作具有十分重要的意义。 本课题详细地介绍了国内外公路路面、沿线设施检测技术和相关设备，提出了以道 路检测车为载体，以数字图像摄影测量技术为基础的干线公路养管方法，进行了硬件集 成和软件编程开发。本文主要进行了以下几方面的工作： 1. 基于数字 CCD 相机对道路路面和沿线设施摄影测量的原理，深入分析了采用单 台数字 CCD 相机进行路面损坏检测的方法，并探究了采用两台数字 CCD 相机对道路路 面及沿线设施立体摄影测量的计算方法。 2. 结合干线公路的实际需求，设计了可进行道路路面和沿线设施检测的道路检测车 的硬件总体结构，介绍了主要硬件的选择方法和技术性能。本文研究的道路检测车硬件 设备由数字面阵 CCD 相机、图像采集卡组成的图像采集系统，由 GPS 和光电编码器组 成的定位系统，由 3G 无线传输模块组成的干线公路养管数据库及数据无线传输系统， 由车载工控机完成的数据采集、存储、处理系统。 3. 本文详细分析了数字相机标定的理论，给出了数字相机参数标定的解算方法。同 时给出了采用两台数字相机拍摄的图像融合方法。 4. 详细分析了道路检测车的图像采集、存储和处理软件的构成，设计编写了数字图 像采集处理软件。进行了相机标定的道路检测实验。 通过理论分析、硬件软件的开发以及实验，实现了基于数字图像进行干线道路路面 和沿线设施检测的技术，可以满足干线公路养护管理的需求。 关键词：干线公路，道路养护，道路检测车，立体摄影测量，图像融合 Abstract With the rapid development of highway construction in our country，more and more attention to be paid to the testing work of the line highway roadbed, road surface and roadside facilities. How to HYPERLINK /efficiently efficiently, HYPERLINK /objectively objectively and accurately test and evaluate technical conditions of the line highway roadbed, road surface and roadside facilities has important significances to the maintenance work of the line highway in our country. The project introduced detection technologies and related equipments of road surface and roadside facilities at home and abroad in great detail; put forward the line highway maintenance method, which took the road detection vehicle as the carrier and based on the digital image photogrammetry technology; carried out the hardware integration and software development. This paper mainly conducted the following work: Analysed the test method of pavement damage with a single digital CCD camera thoroughly, which based on the shoot