基于点云分水岭算法的路面车辙三维轮廓提取方法

作     者：赵帅 刘如飞 马召恒 马新江 Zhao Shuai;Liu Rufei;Ma Zhaoheng;Ma Xinjiang

作者机构：山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590 河北省地理信息集团有限公司河北石家庄050000 河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 

基　　金：国家自然科学基金(42001414) 山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目(2022TSGC1135) “菁英计划”科研支持经费(0104060541613) 交通运输行业重点科技项目(2020-ZD3-021) 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2024年第61卷第4期

页      码：189-198页

摘      要：针对道路养护管理中缺乏车辙精确边界自动分析提取的问题,提出一种基于点云分水岭算法的路面车辙三维轮廓提取方法。首先对单车道路面激光点云数据进行高程归一化处理,消除路面横向设计坡度影响;利用包络线算法计算路面横断面的相对深度,生成路面点云相对深度模型,用于增强车辙辙槽的凹陷特征,并消除路面纵向坡度对点云分水岭算法的影响;然后,通过计算车辙边界曲率特征获取车辙粗略分界线,据此将路面划分为5个区域,选择每条横断面在对应区域相对深度最大的点作为点云分水岭算法的注水点集;最后,根据分水岭算法积水浸没的原理精确获取车辙的纵向轮廓。利用青岛平度市内S218省道的路面车辙激光点云数据进行实验分析。结果表明:所提方法可准确提取多类型的车辙边界,获取的车辙轮廓纵向边界均方根误差小于5 cm;同时,基于车辙边界获得的车辙深度均方根误差均小于1.5 mm,包络线法计算的车辙深度均方根误差均大于1.5 mm,所提方法具有更高的精度。所提方法为道路养护管理提供了一种有效的车辙三维轮廓提取方法。

主 题 词：遥感 路面激光点云 车辙 分水岭算法 三维轮廓 

学科分类：083002[083002] 0830[工学-生物工程类] 081802[081802] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 081602[081602] 0816[工学-纺织类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/LOP231255

馆 藏 号：203126627...