一种基于双峰路面深度直方图的错台三维滤波算法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于道路工程领域，具体涉及一种基于双峰路面深度直方图的错台三维滤 波算法。
【背景技术】
[0002] 水泥混凝土错台三维数据的滤波是指使用特定的滤波算法对采集到的路面错台 三维数据进行滤波处理，从而保证后续错台量计算的准确性。水泥混凝土路面属于刚性路 面，相较于柔性的浙青路面而言，错台这种路面病害在水泥混凝土路面更加常见，其产生的 原因主要有：（1)路基基层碾压不密实，强度不足，致使基层在行车荷载作用下发生塑性 累积位移；（2)局部地基不均匀下沉；（3)相邻板间的传荷能力下降；（4)水浸入基层，行车 荷载会使路面板产生泵吸现象，动水将面板与基层间的碎屑抛向后方，把后方的板抬起。 可见错台的产生原因很多，即错台这种路面病害随时都可能产生，同时，该路面病害对于路 面质量的影响是直接性的，即一旦产生了错台，都会在一定程度上影响大路面质量，小的错 台影响行车的舒适性，而大的错台可能直接导致交通事故的发生。因此，如何对错台量进行 实时、准确和高效的检测，成为公路管理养护部门十分关注的问题。
[0003] 在错台三维检测的第一步即为错台数据的滤波问题，只有最大程度的滤除各种噪 声干扰，最大限度的保留错台实际路面深度数据，才能保证后期错台量检测的精度。目前常 用的滤波算法一般都是基于二维图像的滤波算法，主要有均值滤波、中值滤波、数学形态学 滤波等。均值滤波会增加二维图像的模糊程度，其实质相当于使用目标数据个数远远大于 噪声数据的实际原理来磨平噪声数据，苍耳达到滤波的目的，这样并没有从根本上去除噪 声数据，必然会产生模糊；中值滤波对于椒盐噪声等类似阶跃噪声的效果较好，但是其效果 依赖于滤波模板的大小，由于错台数据统计直方图本身具有的双峰性，该算法滤波效果不 是很理想；数学形态学滤波技术从几何学的角度通过移动结构元素完成对图像的滤波，其 滤波后会丢失部分数据信息或者产生冗余信息；另外，以上滤波算法均是针对二维图像进 行滤波的算法，而对于三维数据目前还没有一个成熟的滤波算法，而三维数据对于更能体 现实际路面特征。因此，鉴于以上二维滤波算法的局限性，研究一种高效、精确的水泥混凝 土路面错台三维数据滤波算法的很有必要。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种基于双峰 路面深度直方图的水泥混凝土路面错台滤波算法，从而实现对水泥混凝土路面错台三维路 面深度数据的高效、准确的滤波，为后续错台量计算奠定基础。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
[0006] -种基于双峰的路面深度直方图的错台三维滤波算法，具体包括如下步骤：
[0007] 步骤1 :将图像采集设备采集到的路面三维图像数据矩阵输入计算机，计算机读 取三维图像数据，将其存入路面三维图像数据矩阵Qmxn;
[0008] 步骤2 :对路面三维图像数据矩阵Qmxn进行去噪处理，得到去噪后的路面三维图像 数据矩阵；
[0009] 步骤3 :根据去噪后的路面三维数据矩阵Qmxn求得路面深度直方图；
[0010] 步骤4 :获取路面深度直方图的两个峰值点％、M2，并记录这两个峰值点对应的路 面三维深度值（即这两个峰值点在路面深度直方图上的横坐标）；在路面深度直方图上的 两个峰值点两侧的深度统计数据进行处理，得到M 1对应的滤波数据范围[I n，I12]，以及M2 对应的滤波数据范围[121，I22];
[0011] 步骤5 :求取步骤4中得到的数据值1与1 12的平均值，作为路面深度直方图上的 [ln，I12]范围内滤波后的深度数据；求取步骤4中得到的深度数据值1 21与122的平均值，作 为路面深度直方图上[121，I22]范围内滤波后的深度数据，得到滤波处理后的路面深度直方 图。
[0012] 进一步的，所述步骤1中所述路面三维图像数据矩阵Qmxn为：
[0013]
【主权项】
1. 一种基于双峰的路面深度直方图的错台三维滤波算法，其特征在于，具体包括如下 步骤： 步骤1 :将图像采集设备采集到的路面三维图像数据矩阵输入计算机，计算机读取三 维图像数据，将其存入路面三维图像数据矩阵Qmxn; 步骤2:对路面三维图像数据矩阵Qmxn进行去噪处理，得到去噪后的路面三维图像数据 矩阵； 步骤3 :根据去噪后的路面三维数据矩阵Qmxn求得路面深度直方图； 步骤4 :获取路面深度直方图的两个峰值点％、M2，并记录这两个峰值点对应的路面三 维深度值（即这两个峰值点在路面深度直方图上的横坐标）；在路面深度直方图上的两个 峰值点两侧的深度统计数据进行处理，得到M 1对应的滤波数据范围[I n，I12]，以及M2对应 的滤波数据范围[121，I 22]; 步骤5 :求取步骤4中得到的数据值1与1 12的平均值，作为路面深度直方图上的 [ln，I12]范围内滤波后的深度数据；求取步骤4中得到的深度数据值121与1 22的平均值，作 为路面深度直方图上[121，I22]范围内滤波后的深度数据，得到滤波处理后的路面深度直方 图。
2. 如权利要求1所述的基于双峰的路面深度直方图的错台三维滤波算法，其特征在 于，所述步骤1中所述路面三维图像数据矩阵Qmxn为：
(i = 1，2,3…M，j = 1，2,3…N) 其中，Zu表示行号为i，列号为j所对应的路面深度。
3. 如权利要求1所述的基于双峰的路面深度直方图的错台三维滤波算法，其特征在 于，所述步骤2对路面三维数据矩阵Qmxn进行去噪处理具体包括如下步骤： 画出路面深度直方图，图中横坐标为路面三维图像数据矩阵中的深度数据，纵坐标为 路面三维图像数据矩阵中的对应于每个深度数据段的元素个数；将路面高度直方图中两个 深度数据段所对应的元素分别标记；其他深度数据段对应的元素标记为噪声点；对步骤22 中标记的噪声点进行滤波处理，得到去噪后的路面三维数据矩阵Q' mXn。
4. 如权利要求1所述的基于双峰的路面深度直方图的错台三维滤波算法，其特征在 于，所述步骤3根据去噪后的路面三维数据矩阵Q' mXn求得路面深度直方图具体包括如下步 骤： 步骤31，将去噪后的三维数据矩阵M'mXn中所有数据取与其最接近的整数，得到深度数 据矩阵〇mXn; 步骤32,找出矩阵Omxn中的最大高度数据值max ; 步骤33,创建长度为（max+1)的一维矩阵f，将深度数据矩阵Omxn中每个深度值value 在深度数据矩阵Omxn中