一種車轍破壞層位的自動(dòng)無(wú)損識(shí)別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車轍破壞層位的自動(dòng)無(wú)損識(shí)別方法，本發(fā)明的目的是為解決目前對(duì)車轍破壞層位的檢測(cè)主要依賴于破壞性的路面鉆芯檢測(cè)，無(wú)可靠的無(wú)損檢測(cè)方法的問題。本發(fā)明從車轍表面采集激光信號(hào)，構(gòu)建車轍橫斷面與縱斷面形態(tài)，從中提取三個(gè)特征值。從車轍深度、負(fù)面積、正負(fù)面積比分別隨機(jī)抽取信號(hào)組成訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本，選用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試。該模型訓(xùn)練完成之后，系統(tǒng)即可利用實(shí)時(shí)采集的激光檢測(cè)信號(hào)，提取特征值，輸入到已訓(xùn)練好的模型，實(shí)現(xiàn)了車轍破壞層位的自動(dòng)、無(wú)損識(shí)別。本發(fā)明構(gòu)建解決了路面鉆芯檢測(cè)中僅從少數(shù)芯樣的特征無(wú)法全面判斷整條道路的車轍破壞層位的難題。
【專利說明】—種車轍破壞層位的自動(dòng)無(wú)損識(shí)別方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于道路檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種無(wú)損識(shí)別方法，尤其是一種車轍破壞層位的自動(dòng)無(wú)損識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]浙青路面因其良好的行車舒適性和優(yōu)良的使用性能，且維修方便，是我國(guó)高速公路最主要的路面類型。然而，由于交通量的迅猛增長(zhǎng)和重載、超載情況的加劇，浙青路面的損壞現(xiàn)象也日趨嚴(yán)重，這同時(shí)也是世界各國(guó)公路浙青路面都存在的普遍現(xiàn)象。
[0003]車轍不僅直接影響行車安全性和舒適性還嚴(yán)重危害道路結(jié)構(gòu)整體性和穩(wěn)定性。在理想狀態(tài)下，隨著時(shí)間推進(jìn)路面將逐漸出現(xiàn)由輕至重、由淺及深的車轍破壞過程；但實(shí)際路面受到施工管理、道路線形、環(huán)境與荷載等多方面的因素的共同影響，同一條高速公路的車轍不僅發(fā)生在路表面，也經(jīng)常危及到中、下面層甚至基層，呈現(xiàn)多類型、多階段共存的特點(diǎn)。由于不同破壞層位的車轍，采取的維修技術(shù)與設(shè)備存在較大的差異，若無(wú)法準(zhǔn)確的識(shí)別根據(jù)破壞程度及其所涉及到的路面結(jié)構(gòu)層位，分別采取相應(yīng)的維修技術(shù)；
[0004]目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的鉆芯取樣或斷面開挖的方法，通過芯樣對(duì)或開挖斷面中路面各層厚度的變化情況進(jìn)行量測(cè)，直觀地判斷車轍破壞的主要層位。鉆芯取樣或斷面開挖方法會(huì)對(duì)路面整體性造成損傷,屬于破壞性檢驗(yàn)；同時(shí)鉆芯試坑回填要求較高,處置不好會(huì)留下質(zhì)量隱患，造成大面積二次破壞；另外，上述方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力且取樣點(diǎn)有限，難以對(duì)整條或網(wǎng)級(jí)高速公路車轍破壞層位進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的識(shí)別，無(wú)法為大規(guī)模的路面養(yǎng)護(hù)管理提供支持。
[0005]基于多路共梁式激光車轍檢測(cè)技術(shù)通過在車體上安裝一定數(shù)量的激光位移傳感器來(lái)快速、連續(xù)地獲取一定寬度范圍內(nèi)的車轍橫斷面高程變化數(shù)據(jù)。中國(guó)發(fā)明專利(授權(quán)號(hào)ZL201010264911)已經(jīng)對(duì)該技術(shù)內(nèi)容作了很詳細(xì)的敘述。該技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的車轍檢測(cè)技術(shù)。其突出優(yōu)點(diǎn)是快速、無(wú)損、連續(xù)地獲取車轍橫斷面數(shù)據(jù)。
[0006]人工網(wǎng)絡(luò)是由眾多的神經(jīng)元經(jīng)可調(diào)的連接權(quán)值連接而成，它具有大規(guī)模并行處理、分布式信息存儲(chǔ)、良好的自組織自適應(yīng)性，并具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力。在人工網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用中，RBF網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)眾多算法中應(yīng)用最為廣泛的一種，它在函數(shù)逼近、模式識(shí)別、分類、數(shù)據(jù)壓縮等領(lǐng)域有著更加廣泛的應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，能模擬任意的非線性輸入輸出關(guān)系。 [0007]在上述識(shí)別方法中，通過數(shù)據(jù)分析提取車轍橫斷面典型特征信息，利用典型特征與其模式空間的映射關(guān)系，在錯(cuò)誤概率最小的條件下，使識(shí)別結(jié)果與客觀類型相符合，以實(shí)現(xiàn)車轍層位有效識(shí)別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種車轍破壞層位的自動(dòng)無(wú)損識(shí)別方法。[0009]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0010]這種車轍破壞層位的自動(dòng)無(wú)損識(shí)別方法，包括以下步驟:
[0011]I)利用多路共梁式激光車轍檢測(cè)設(shè)備所獲取的車轍橫斷面圖形，
[0012]2)從獲取的車轍橫斷面圖形中提取最大深度、負(fù)面積和正負(fù)面積比三個(gè)指標(biāo)；所述最大深度是左、右輪跡處橫斷面包絡(luò)線與路面表面之間的最大垂直距離；負(fù)面積和正面積是連接車道橫斷面兩個(gè)端點(diǎn)的直線與路面表面之間所圍成的面積；連線之上路面之下為正面積，連線之下路面之上為負(fù)面積；正面積和負(fù)面積指標(biāo)計(jì)算方法為:
[0013]即路面上連續(xù)兩點(diǎn)一起構(gòu)成了梯形的四個(gè)角點(diǎn)，當(dāng)兩點(diǎn)縱坐標(biāo)yl和yi+Ι符號(hào)相同時(shí)，通過下式:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種車轍破壞層位的自動(dòng)無(wú)損識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)利用多路共梁式激光車轍檢測(cè)設(shè)備所獲取的車轍橫斷面圖形， 2)從獲取的車轍橫斷面圖形中提取最大深度、負(fù)面積和正負(fù)面積比三個(gè)指標(biāo)；所述最大深度是左、右輪跡處橫斷面包絡(luò)線與路面表面之間的最大垂直距離；負(fù)面積和正面積是連接車道橫斷面兩個(gè)端點(diǎn)的直線與路面表面之間所圍成的面積；連線之上路面之下為正面積，連線之下路面之上為負(fù)面積；正面積和負(fù)面積指標(biāo)計(jì)算方法為: 即路面上連續(xù)兩點(diǎn)一起構(gòu)成了梯形的四個(gè)角點(diǎn)，當(dāng)兩點(diǎn)縱坐標(biāo)yl和yi+Ι符號(hào)相同時(shí)，通過下式:........易)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車轍破壞層位的自動(dòng)無(wú)損識(shí)別方法，其特征在于，所述的RBF網(wǎng)絡(luò)是由輸入層、一個(gè)隱含層和一個(gè)線性輸出層組成的前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；RBF網(wǎng)絡(luò)是隱含層采用徑向基函數(shù)作為神經(jīng)元的激活函數(shù)，使其具有局部感受特性。
【文檔編號(hào)】E01C23/01GK103866675SQ201410108547
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】惠冰, 李甜甜, 王雪, 丁夢(mèng)華, 燕姣, 周博聞, 郭鑫鑫, 王迪, 崔卜心 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)