一种沥青混凝土路面钻芯试样各层层厚检测方法及系统与流程

本发明涉及沥青混凝土路面钻芯试样检测，特别是涉及一种沥青混凝土路面钻芯试样各层层厚检测方法及系统。

背景技术：

1、沥青混凝土路面钻芯属于路面养护设计中道路专项检测的一部分，是利用专用路面取芯机钻取沥青混凝土路面，得到已建成路面的结构芯样。

2、随着道路运营时间的不断增加，沥青混凝土路面在交通量及环境因素的复合影响作用下，其路用服务性能不断衰减，对于路面表观病害的评价已经不足以定义长期服役作用下沥青混凝土路面的使用性能。路面养护设计时需要调研路面病害产生的原因及发展趋势，而藏于路面表层以下的深层次病害需要通过一定的检测手段来进行分析，沥青混凝土路面取芯可以分析道路各结构层的完整性及病害发展的形态，从而为养护设计人员做出养护决策提供准确的信息。

3、传统通过肉眼判断沥青混凝土钻芯试样各层层厚的方法效率低，受观察者主观臆断的影响较大，十分容易产生误差，而且观测者在现场记录时十分不方便，纸质版的记录材料也不易保存。同时，传统的沥青混凝土路面芯样各层层厚的检测过程还存在以下问题影响判断：①不易判断因往年铣刨重铺不干净留下的夹层；②对于车辙等病害路段的钻芯试样各层之间界限不明显，难以判断边缘分界线；③不了解养护历史时，无法确定面层结构层的数量。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种沥青混凝土路面钻芯试样各层层厚检测方法及系统，以实现对沥青混凝土路面钻芯试样不同结构层厚度进行检测，并提高检测精确度。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种沥青混凝土路面钻芯试样各层层厚检测方法，该方法包括以下步骤：

4、s1，获取待测沥青混凝土路面的钻芯试样表面图像，所述钻芯试样表面图像为通过路面钻芯机取出的待测沥青混凝土路面的钻芯试样的完整图像；

5、s2，对所述钻芯试样表面图像进行灰度转换，得到钻芯试样表面灰度分布信息；

6、s3，基于所述钻芯试样表面灰度分布信息，进行边缘检测，得到钻芯试样中各结构层之间的边缘分界线；

7、s4，基于各结构层之间的边缘分界线，对各结构层的分布信息进行处理，得到各结构层厚度占总厚度的比例；

8、s5，对钻芯试样进行超声波测厚，得到钻芯试样的实际整体厚度；

9、s6，根据钻芯试样的实际整体厚度及各结构层厚度占总厚度的比例，确定各结构层的实际厚度。

10、进一步地，所述步骤s1中，获取待测沥青混凝土路面的钻芯试样表面图像，具体包括：

11、通过路面钻芯机取出待测沥青混凝土路面的钻芯试样；

12、将钻芯试样横放在水平路面上，采用移动图像采集终端设备对所述钻芯试样进行二维数字图像采集；其中，所述移动图像采集终端设备的采集参数为：镜头拍摄角度与路面平行，采集模式为1倍聚焦模式，表面图像应包含完整的钻芯试样，并将钻芯试样置于图像中央。

13、进一步地，所述步骤s2中，对所述钻芯试样表面图像进行灰度转换，得到钻芯试样表面灰度分布信息，具体包括：

14、所述钻芯试样表面图像采用rgb颜色模式形成对应的彩色图像；

15、采用平均值法，将彩色图像中的三分量亮度求平均得到图像像素的灰度值，得到钻芯试样表面灰度分布信息。

16、进一步地，所述步骤s3中，基于所述钻芯试样表面灰度分布信息，进行边缘检测，得到钻芯试样中各结构层之间的边缘分界线，具体包括：

17、基于所述钻芯试样表面灰度分布信息，采用高斯滤波对钻芯试样表面图像进行滤波处理，提高图像的信噪比；

18、采用改进后的sobel算子对滤波处理后的图像进行边缘检测，提取出图像轮廓，过滤掉检测出来的碎石轮廓产生的细碎边缘，得到由不同结构层层位产生的边缘分界线。

19、进一步地，所述步骤s4中，基于各结构层之间的边缘分界线，对各结构层的分布信息进行处理，得到各结构层厚度占总厚度的比例，具体包括：

20、根据各结构层之间的边缘分界线，得到钻芯试样表面图像中各结构层的相对厚度；

21、基于各结构层的相对厚度，计算出钻芯试样表面图像中各结构层厚度占总厚度的比例，所述总厚度为钻芯试样表面图像中钻芯试样的图上厚度。

22、本发明还提供一种沥青混凝土路面钻芯试样各层层厚检测系统，应用于上述的沥青混凝土路面钻芯试样各层层厚检测方法，包括：

23、移动图像采集终端设备，包括摄像头和图像传输模块，用于获取待测沥青混凝土路面的钻芯试样表面图像，所述钻芯试样表面图像为通过路面钻芯机取出的待测沥青混凝土路面的钻芯试样的完整图像；

24、灰度处理模块，用于对所述钻芯试样表面图像进行灰度转换，得到钻芯试样表面灰度分布信息；

25、边缘检测模块，用于基于所述钻芯试样表面灰度分布信息，进行边缘检测，得到钻芯试样中各结构层之间的边缘分界线；

26、数据处理模块，用于基于各结构层之间的边缘分界线，对各结构层的分布信息进行处理，得到各结构层厚度占总厚度的比例；

27、超声波检测模块，用于对钻芯试样进行超声波测厚，得到钻芯试样的实际整体厚度；

28、数据处理模块，还用于根据钻芯试样的实际整体厚度及各结构层厚度占总厚度的比例，确定各结构层的实际厚度。

29、进一步地，所述边缘检测模块包括边界分析子模块，边缘提取子模块、层位分界子模块、浸水填充拟合子模块和轮廓检测子模块，其中：

30、所述边界分析子模块，用于判断钻芯试样表面图像的边界轮廓，滤除掉图像边界；

31、所述边缘提取子模块，用于利用边缘提取四边检测算法进行边缘检测，判断是否检测到边缘的四条直线；

32、所述层位分界子模块，用于判断图像中不同结构层的层位因材料级配而检测出的分界线；

33、所述浸水填充拟合子模块，用于利用浸水填充四边检测算法，进行四边直线强制拟合，并确定四边直线的四个交点；

34、所述轮廓检测子模块，用于对钻芯试样表面图像进行轮廓检测，提取出高斯噪声图像边缘。

35、进一步地，所述超声波检测模块包括探头、发射模块、接收模块、主控模块、信号放大模块、模数转换模块、波形生成模块、闸门生成模块、人机交互模块及信号处理模块，其中：

36、所述发射模块和接收模块，用于向钻芯试样发射超声波，以及接收反射回来的超声信息；

37、所述信号放大模块，用于将接收到的超声信息滤波处理，将得到的电信号放大；

38、所述主控模块，用于控制超声波的发射及接收；

39、所述模数转换模块，用于将放大后的电信号转换为超声波形；

40、所述波形生成模块，用于生成反射波接收器接收到的电信号；

41、所述信号处理模块，用于对强度不一的超声波形进行比较，识别超声波从不同边缘反射回来的时间差。

42、进一步地，所述系统还包括人机交互模块，用于存储钻芯试样各结构层的实际厚度以及需要的芯样信息。

43、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的沥青混凝土路面钻芯试样各层层厚检测方法及系统，根据钻芯试样的实际整体厚度及各结构层厚度占总厚度的比例，通过简单的数据计算即可得到钻芯试样各结构层厚度情况。因此，本发明可以实现对沥青路面取芯芯样不同结构层厚度的自动化检测，提高了检测精确度，减少人为误差。