一种沥青路面施工质量评价方法与流程

本发明涉及道路工程技术领域，尤其涉及一种沥青路面施工质量评价方法。

背景技术：

沥青路面摊铺、碾压施工过程中，沥青混合料的温度离析会导致路面压实度不均匀，从而降低路面的施工质量，导致路面长期使用性能降低，降低路面寿命。传统的沥青路面摊铺温度检测方式，如温度计或手持式红外测温枪，只能对单点进行测量，存在偶然性和随机性。虽然专用红外成像仪能够采集施工过程的红外图像从而控制沥青混合料的温度离析，但其高昂的价格限制了该技术的普及型。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种沥青路面施工质量评价方法，智能手机与热成像摄像头的配合使用，极大降低了传统沥青路面检测所用的红外成像成本。

本发明提出的一种沥青路面施工质量评价方法，具体步骤如下：

s1：获取施工过程中沥青路面的原始红外图像；

s2：任意截取所述原始红外图像的部分图像并将该部分图像通过透视变换得到rpg矩形图像；

s3：将rpg矩形图像转化为矩形灰度图像；

s4：使用matlab软件，读取矩形灰度图像上的温度与灰度信息，建立灰度与温度的线性函数关系；

s5：使用matlab软件，读取沥青路面上矩形灰度图像的灰度信息，基于步骤s4建立的灰度与温度的线性函数关系，得到温度矩阵；

s6：根据沥青路面初压、中压和终压不同碾压阶段的温度控制要求设置温度阈值ts，计算温度矩阵中低于阈值ts温度数据点个数所占百分比；

s7：计算温度矩阵中所有数据点的方差，作为不均匀系数；

s8：采用不均匀系数和百分比评价路面施工质量。

进一步地，使用温度计测取所述原始红外图像上校核点的实际温度并记录校核点的位置，基于原始红外图像上校核点的实际温度来校核步骤s4中的灰度与温度的线性函数关系。

进一步地，所述步骤s4中的灰度与温度的线性函数关系采用如下函数计算建立：

t0＝a0g+b0

其中：t0为未校核的拟合温度，g为像素点灰度值，a0和b0为校核前的拟合参数。

进一步地，所述原始红外图像上校核点的实际温度来校核步骤s4中的灰度与温度的线性函数关系，按以下函数校核：

tcal＝acalg+bcal

其中：tcal为校核后的拟合温度，g为像素点灰度值，acal和bcal为校核后的拟合参数。

进一步地，一种沥青路面施工质量评价系统，包括热成像摄像头和质量评价设备，热成像摄像头与质量评价设备输入端连接，质量评价设备包括获取模块、截取模块、转化模块、灰度与温度的线性函数关系建立模块、温度矩阵计算模块、百分比计算模块、不均匀系数计算模块以及评价模块；

一种沥青路面施工质量评价系统，还包括与所述质量评价设备信号连接的用于控制所述质量评价设备对沥青路面施工质量进行评价的中央控制系统；

获取模块用于获取施工过程中沥青路面的原始红外图像；

截取模块用于任意截取所述原始红外图像的部分图像并将该部分图像通过透视变换得到rpg矩形图像；

转化模块用于将rpg矩形图像转化为矩形灰度图像；

灰度与温度的线性函数关系建立模块用于使用matlab软件，读取矩形灰度图像上校核点的温度与灰度信息，建立灰度与温度的线性函数关系；

温度矩阵计算模块用于使用matlab软件，读取沥青路面上矩形灰度图像的灰度信息，基于步骤s4建立的灰度与温度的线性函数关系，得到温度矩阵；

百分比计算模块用于根据沥青路面初压、中压和终压不同碾压阶段的温度控制要求设置温度阈值ts，计算温度矩阵中低于阈值ts温度数据点个数所占百分比；

不均匀系数计算模块用于计算温度矩阵中所有数据点的方差，作为不均匀系数；

评价模块用于采用不均匀系数和百分比评价路面施工质量。

进一步地，所述获取模块的输出端与所述截取模块的输入端信号连接，所述截取模块的输出端与所述转化模块的输入端信号连接，所述转化模块的输出端与所述灰度与温度的线性函数关系建立模块的输入端信号连接，所述灰度与温度的线性函数关系建立模块的输出端与所述温度矩阵计算模块的输入端信号连接，所述温度矩阵计算模块的输出端分别与所述百分比计算模块的输入端、所述不均匀系数计算模块的输入端信号连接，所述百分比计算模块的输出端和所述不均匀系数计算模块的输出端分别与所述评价模块的输入端信号连接，所述评价模块的输出端与外显示装置信号连接

本发明提供的一种沥青路面施工质量评价方法的优点在于：本发明结构中提供的一种沥青路面施工质量评价方法，智能手机与热成像摄像头的配合使用，极大降低了传统沥青路面检测所用的红外成像成本，同时提高了沥青路面检测所用设备的便携性；通过函数校核，提高沥青路面的温度分析强度。

附图说明

图1为本发明沥青路面原始红外图像示意图；

图2为本发明矩形灰度图像；

图3为一种沥青路面施工质量评价系统的系统模块图；

图4为本发明的工作步骤流程图。

具体实施方式

本发明公开的一种沥青路面施工质量评价方法，利用智能手机和热成像摄像头对沥青路面施工进行质量评定，智能手机与热成像摄像头的配合使用，极大降低了传统沥青路面检测所用的红外成像成本。

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明提出的一种沥青路面施工质量评价方法，具体步骤如下，如图4所示：

s1：获取施工过程中沥青路面的原始红外图像。

如图1、4所示，使用热成像摄像头获取施工过程中沥青路面的原始红外图像并将原始红外图像信息传输到智能手机上，热成像摄像头的测温范围从-40℃到330℃，传感器分辨率为320×240(7.68万像素)；

s2：任意截取所述原始红外图像中的部分图像上沥青路面信息并通过透视变换得到rpg矩形图像；

s3：将rpg矩形图像转化为矩形灰度图像；

采用photoshop软件或matlab软件透视变换将rpg矩形图像转化为矩形灰度图像，如图2所示，其中rpg矩形图像是指由red(红)、green(黄)、blue(蓝)三种颜色构成的矩形图像；

s4：使用matlab软件，读取矩形灰度图像上的温度与灰度信息，建立灰度与温度的线性函数关系；

按以下函数建立灰度与温度的线性函数关系：

t0＝a0g+b0

其中：t0为未校核的拟合温度，g为像素点灰度值，a0和b0为校核前的拟合参数；

s5：使用matlab软件，读取沥青路面上矩形灰度图像的灰度信息，基于步骤s4建立的灰度与温度的线性函数关系，得到温度矩阵；

其中：tij为每一像素点对应的温度；

s6：根据沥青路面初压、中压和终压不同碾压阶段的温度控制要求设置温度阈值ts，计算温度矩阵中低于阈值ts温度数据点个数所占百分比；

s7：计算温度矩阵中所有数据点的方差，作为不均匀系数；

s8：采用不均匀系数和百分比评价路面施工质量。

优选地，使用温度计测取所述原始红外图像上校核点的实际温度并记录校核点的位置，基于原始红外图像上校核点的实际温度来校核步骤s4中的灰度与温度的线性函数关系，所述原始红外图像上校核点的实际温度来校核步骤s4中的灰度与温度的线性函数关系，按以下函数校核：

tcal＝acalg+bcal

其中：tcal为校核后的拟合温度，g为像素点灰度值，acal和bcal为校核后的拟合参数。

优选地，该阈值ts根据《公路沥青路面施工技术规范jtgf40》设定，按以下公式计算温度矩阵中低于阈值温度数据点个数所占百分比：

其中：n为低于阈值温度数据点个数，i为温度矩阵行数，j为温度矩阵列数。

热成像摄像头可以一体成型于智能手机上，热成像摄像头也可以独立存在，其与智能手机通过信号连接，将沥青路面图像信息输送到智能手机中，进行移动远程控制。

如图3所示，一种沥青路面施工质量评价系统包括热成像摄像头和质量评价设备，热成像摄像头与质量评价设备输入端连接，质量评价设备包括获取模块、截取模块、转化模块、灰度与温度的线性函数关系建立模块、温度矩阵计算模块、百分比计算模块、不均匀系数计算模块以及评价模块，还包括与所述质量评价设备信号连接的用于控制所述质量评价设备对沥青路面施工质量进行评价的中央控制系统。

热成像摄像头与获取模块的输入端连接，获取模块的输出端与截取模块的输入端信号连接，截取模块的输出端与转化模块的输入端信号连接，转化模块的输出端与灰度与温度的线性函数关系建立模块的输入端信号连接，灰度与温度的线性函数关系建立模块的输出端与温度矩阵计算模块的输入端信号连接，温度矩阵计算模块的输出端分别与百分比计算模块的输入端、不均匀系数计算模块的输入端信号连接，百分比计算模块的输出端和不均匀系数计算模块的输出端分别与评价模块的输入端信号连接，评价模块的输出端与显示装置信号连接。

获取模块用于获取施工过程中沥青路面的原始红外图像；

截取模块用于任意截取所述原始红外图像的部分图像并将该部分图像通过透视变换得到rpg矩形图像；

转化模块用于将rpg矩形图像转化为矩形灰度图像；

灰度与温度的线性函数关系建立模块用于使用matlab软件，读取矩形灰度图像上校核点的温度与灰度信息，建立灰度与温度的线性函数关系；

温度矩阵计算模块用于使用matlab软件，读取沥青路面上矩形灰度图像的灰度信息，基于其建立的灰度与温度的线性函数关系，得到温度矩阵；

百分比计算模块用于根据沥青路面初压、中压和终压不同碾压阶段的温度控制要求设置温度阈值ts，计算温度矩阵中低于阈值ts温度数据点个数所占百分比；

不均匀系数计算模块用于计算温度矩阵中所有数据点的方差，作为不均匀系数；

评价模块用于采用不均匀系数和百分比评价路面施工质量。

信号连接包括有线连接，无线连接；有线连接包括宽带连接、光纤连接；无线连接包括wifi连接、无线电连接。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。