基于图像分析的路面检测系统的设计与实现

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1、分类号：单位代码：１０１４０密级：公开学号：４０３．１５４１９２８．？ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ专业学位论文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥ中文题目：基于图像分析的路面检测系统的设计与实现ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＰａｖｅｍｅｎｔＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎ英文题目：ｄＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｏｎＩｍａｇｅＡｎａｌｙｓｉｓ论文作者：李墨涵指导教师：张大波教授专业：计算机技

2、术一完成时间：二○八年四月＊辽宁大学硕士专业学位论文基于图像分析的路面检测系统的设计与实现DesignandImplementationofPavementInspectionSystemBasedonImageAnalysis作者：李墨涵指导教师：张大波教授专业：计算机技术专业方向：图像处理答辩日期：2018年5月25号二○一八年五月·中国沈阳辽宁大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的，不包含其他个人。论文中取得的研究成果除加以

3、标注的内容外或集体已经发表或撰写过的研究成果，不包含本人为获得其他学位而使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中进行了标注，并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。＞学位论文作者签名：年Ｊ月日７学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的原件、复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权辽宁大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进

4、行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同时授权中国学术期刊）（光盘版电子杂志社将本学位论文收录到《中国博士学位论文全文数据库》和《中国优秀硕士学位论文全文数据库》并通过网络向社会公众提供信息服务。学校须按照授权对学位论文进行管理，不得超越授权对学位论文进行任意处理。保密（），在年后解密适用本授权书。（保密：请在“”括号内划Ｖ）授权人签名：指导教师签名：：日期年ｉ月曰０期：＞１１年了月４日巧摘要摘要随着我国汽车、路建等行业飞速发

5、展，公路上车流量、车辆载荷不断增加，使得公路路面出现裂纹，严重影响公路的承载能力和行车安全。因此及早的检测出路面裂纹，并及时的对路面裂纹进行维护，可以有效的避免裂纹的进一步发展，并保持汽车在公路路面行驶的安全性；然而我国路面状况复杂，影响路面图像的采集，同时路面图像采集与处理技术并不先进，在图像采集与处理过程存在许多不足，导致路面裂缝检测的准确率比较低。因此研究基于图像分析的路面检测系统对保障公路路面承载能力、提高车辆的行驶安全具有重要的意义。本文对路面裂缝检测系统进行研究，将图像增强处理、图像分

6、割与边缘检测、图像特征识别以及特征计算应用于路面裂缝图像检测中。裂缝图像在采集过程中会产生噪声，因此需对裂缝图像进行平滑去噪处理，本文采用了基于方向的中值滤波算法，经实验图像对比得出基于方向的中值滤波算法对裂缝图像噪声有很好的抑制作用；为了进一步对裂缝区域信息进行识别与统计，需要对裂缝图像进行分割，采用了一种自适应的Canny边缘检测算法，首先对梯度幅值进行计算，然后针对其只能人工设置阈值的缺点，结合全局梯度信息自适应地生成动态阈值，最终通过实验发现自适应的Canny算法不仅去除了大部分的干扰，还

7、提高了分割的精度。图像分割完毕，对裂缝存在的噪声、断裂、裂缝空洞等现象，进行形态学上的膨胀与腐蚀处理；然后通过裂缝空洞法与投影法对裂缝进行分类与识别，对识别出的裂缝进行参数提取。将计算机图像处理结果与实际公路现场检测结果进行对比，对比结果表明该方法能够得到较为满意的效果，然后将提取的数据结果写入数据库，最后根据以上数据计算路面破损率、路面状况指数PCI（PavementConditionIndex）等。通过对基于图像分析的路面检测系统的测试，发现本系统所采用的算法能够很好的检测识别出图像裂缝，得出

8、裂缝参数信息，求出路面破损率，最终依据相关准则，给出保养意见，此系统达到了预期效果。关键词：图像分析，中值滤波，图像分割，Canny边缘检测，路面破损率IAbstractABSTRACTWiththerapiddevelopmentofindustriessuchasautomobilesandroadsinChina,thetrafficvolumeandvehicleloadonhighwaysareincreasing,whichcausingroadsurfacecrack