CN112485309A - 基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法、装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法、装置，属于路面施工技术领域，方法包括：获取无人机跟拍压路机的施工图像；根据施工图像再现压路机的压实轨迹；获取压路机的压辊图像；根据压辊图像生成压实框；将压实轨迹和压实框融合成指导图像，并将指导图像发送给显示设备。本申请具有减少漏压和过压的效果。
Description
技术领域
本申请涉及路面施工技术领域，尤其是涉及基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法、装置。
背景技术
沥青路面是指在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。沥青结合料提高了路面的抗损害能力，使路面平整、少尘、经久耐用。因此，沥青路面是道路建设中一种被最广泛采用的高级路面。
路面压实是沥青路面施工过程中的重要环节，压实效果将直接影响公路的整体施工质量。当压实不充分、压实过度或者压实不均匀时，容易导致沥青路面出现渗水、车辙、泛油、失稳等问题，进而有可能影响公路的正常运行，为行车安全带来隐患。
针对上述的相关技术，发明人认为存在有一下缺陷：在压实过程中，工作人员操控压路机来回进行压实工作，工作人员只能依靠经验把控压路机的行驶路径，容易出现漏压和过压的情况。
发明内容
为了减少漏压和过压的情况，本申请是提供基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法、装置。
第一方面，本申请提供基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法，采用如下的技术方案：
基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法，所述方法包括：
获取无人机跟拍压路机的施工图像；
根据施工图像再现压路机的压实轨迹；
获取压路机的压辊图像；
根据压辊图像生成压实框；
将压实轨迹和压实框融合成指导图像，并将指导图像发送给显示设备。
通过采用上述技术方案，在指导图像显示压实框，工作人员通过压实框了解压路机的压实面积；指导图像上显示压实轨迹，工作人员能清楚之前的压实路线，进而根据压实轨迹和压实框调整接下来的压实路线，控制压路机对路面进行压实。通过指导图像的指导作用，能减少漏压和过压的情况。
进一步的，根据施工图像再现压路机的压实轨迹，包括：
捕捉压路机的压实路线；
根据压实路线划分工作区域，对压实程度不同的工作区域进行区别显示。
通过采用上述技术方案，通过捕捉压实路线以得到之前压过的区域，在该区域内进行区别显示，使工作人员能区别开之前压过的区域，进而避开该区域，对新的区域进行压实。
进一步的，还包括：
记录工作区域的压实次数，不同次数的工作区域以不同的颜色进行显示。
通过采用上述技术方案，在区域内以不同的颜色显示，不同颜色代表不同的压实次数，使工作人员能清楚区域内的压实次数，进而减少漏压和过压的情况。
进一步的，还包括：
获取无人机检测到的路面参数，根据路面参数计算路面各面层的厚度。
通过采用上述技术方案，无人机检测压实路段的路面参数，并将路面参数输送到服务器中，服务器根据参数计算出压实后的面层厚度，得到路面的压实效果。
进一步的，根据压辊图像生成压实框，包括：
获取路面图像，在路面图像上选择一个点作为原点，然后建立坐标系；
识别压辊图像的轮廓特征以得到压辊的四个边角，并根据坐标系确定四个边角的坐标；
根据边角的坐标形成压实框。
通过采用上述技术方案，在路面图像上建立坐标系，通过识别出压辊图像的轮廓特征，找出压辊的四个边角，以四个边角对压辊进行定位，识别四个边角在坐标系中的位置以得到边角的坐标，然后将坐标相连形成压实框。
进一步的，还包括：
比对相邻两个边角的坐标，得出两个边角坐标的差值，并将差值发送给显示设备进行放大显示
通过采用上述技术方案，通过在显示设备上显示边角坐标的绝对值的差值，工作人员可根据差值进行调整压实框的位置，进对压辊的位置进行调节，便于工作人员调整压辊。
第二方面，本申请提供一种基于无人机的沥青混合料施工压实检测装置，采用如下的技术方案：
第一获取模块，用于获取无人机跟拍压路机的施工图像；
再现模块，用于根据施工图像再现压路机的压实轨迹；
第二获取模块，用于获取压路机的压辊图像；
生成模块，用于根据压辊图像生成压实框；
处理模块，用于将压实轨迹和压实框融合成指导图像，并将指导图像发送给显示设备。
通过采用上述技术方案，在指导图像显示压实框，工作人员通过压实框了解压路机的压实面积；指导图像上显示压实轨迹，工作人员能清楚之前的压实路线，根据压实轨迹和压实框调整接下来的压实路线，控制压路机对路面进行压实。通过指导图像的指导作用，能减少漏压和过压的情况。
第三方面，本申请提供一种电子设备，采用如下的技术方案：
一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述方法的计算机程序。
第四方面，本申请提供一种计算机存储介质，采用如下的技术方案：。
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述方法的计算机程序。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
工作人员可根据压实轨迹和压实框调整接下来的压实路线，控制压路机对路面进行压实。通过指导图像的指导作用，能减少漏压和过压的情况。
在区域内以不同的颜色显示，不同颜色代表不同的压实次数，使工作人员能清楚区域内的压实次数，进而减少漏压和过压的情况。
附图说明
图1是本申请基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法的流程示意图；
图2是图1中S2的流程示意图；
图3是图1中S4的流程示意图；
图4是路面图像中设立坐标系的示意图；
图5是本申请基于无人机的沥青混合料施工压实检测装置的结构框图。
图中，1、第一获取模块；2、再现模块；3、第二获取模块；4、生成模块；5、处理模块。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、获取无人机跟拍压路机的施工图像。
具体的，服务器和无人机通过无线连接，服务器可实时接收无人机传输过来的图像。无人机飞到施工路段的上空，无人机上安装有摄像头，摄像头实时跟踪拍摄压路机的碾压过程，然后将碾压过程中形成的施工图像发送给服务器。
S2、根据施工图像再现压路机的压实轨迹。
具体的，压路机在碾压过程中，压路机的压辊在路面上形成压实路线，该压实路线为压路机在路面上的压实轨迹，将该压实轨迹在施工图像进行显示。
S3、获取压路机的压辊图像。
具体的，无人机上的摄像头对压路机的压辊进行拍摄，然后将压辊图像发送给服务器。
S4、根据压辊图像生成压实框。
具体的，服务器接收到压辊图像，根据压辊的边框形成长度、宽度和压辊相同的压实框，压实框为一个矩形框。
S5、将压实轨迹和压实框融合成指导图像，并将指导图像发送给显示设备。
具体的，指导图像包括施工路面、压实轨迹和压实框，指导图像为实物图像按照比例缩放，并发送给显示设备，显示设备可以为液晶显示屏或LED显示屏，显示设备和服务器安装在压路机上，显示设备通过数据线和服务器连接。
在本申请实施例中，如图2所示，在S2中具体包括以下步骤：
S21、捕捉压路机的压实路线。
具体的，无人机对压路机工作路径进行捕捉得到压实路线，在压实路线上会形成一条碾压带。
S22、根据压实路线划分工作区域，对压实程度不同的工作区域进行区别显示。
具体的，根据碾压带对路面进行划分工作区域，工作区域内压实的次数不同，工作区域的压实程度不同。
S23、记录工作区域的压实次数，不同次数的工作区域以不同的颜色进行显示。
具体的，工作区域呈矩形，压力机从该矩形一侧到另一侧则记录压实一次，例如，工若作区域压实的次数为1次，则显示为绿色；若作区域压实的次数为2次，则显示为黄色；若作区域压实的次数为3次，则显示为红色。
S24、获取无人机检测到的路面参数，根据路面参数计算路面各面层的厚度。
具体的，无人机上安装有探地雷达，通过探地雷达对施工路段进行检测，路面参数为雷达波在路面的面层中的双程走时Δt，电磁波在不同介质中的传播速度计算公式与面层厚度计算公式，如下所示：
式中，V为电磁波在介质中的传播速度(mm/ns)，C为电磁波在空气中的传播速度，取300mm/ns，εr为介质的相对介电常数，Δt为雷达波在路面面层中的双程走时(ns)，双程走时为雷达波在面层通过2次，T为面层的厚度。
实际上，由于沥青路面是非均匀材料，其介电常数不可能保持不变，而是在一定范围内波动，然而，用不变的介电常数代替变化的介电常数，其厚度测量误差却在可接受的范围内，这是由于通过探地雷达的足够测量数据的采集与分析，降低了介电常数对厚度测量精度的影响。
对于介电常数的测量，可取一段(如50m)新铺的沥青路面，若其松铺系数、沥青混合料、压实工艺、摊铺温度均未发生变化，可假定其沥青路面厚度保持不变，通过实地钻芯取样测量沥青路面厚度，进而通过探地雷达得到雷达波在各层中的双程走时，可由公式计算各点的介电常数，通过取平均值得到沥青路面的介电常数，在本实施中介电常数为6.5。
在本申请实施例中，如图3和图4所示，在S4中具体包括以下步骤：S41、获取路面图像，在路面图像上选择一个点作为原点，然后建立坐标系。
具体的，通过无人机的摄像头拍摄路面图像，在路面图像上选择一个点作为原点，路面的宽度方向为X轴方向，路面的长度方向为Y轴方向。
S42、识别压辊图像的轮廓特征以得到压辊的四个边角，并根据坐标系确定四个边角的坐标。
具体的，识别压辊的四个边角，四个边角在坐标系中对应的坐标为A(x0，y0)，B(x1，y1)，C(x2，y2)，D(x3，y3)。
S43、根据边角的坐标形成矩形的压实框。
具体的，通过四个边角的坐标点A、B、C、D依次连接起来，则在画面上形成压实框。
S44、比对相邻两个边角的坐标，得出两个边角坐标的差值，并将差值发送给显示设备进行放大显示。
具体的，显示设备显示四个边角的坐标，施工路段为直线时，若压路机需要直线行驶进行碾压，比对两个边角A、D的坐标，A、D的横坐标的差值为0时，此时，压路机的压辊方向符合要求。A、D的横坐标绝对值的差值不为0时，通过左右偏转进行调整，差值可存在误差。
本申请实施例还公开了基于无人机的沥青混合料施工压实检测装置，如图5所示，包括：
第一获取模块1，用于获取无人机跟拍压路机的施工图像。
再现模块2，用于根据施工图像再现压路机的压实轨迹。
第二获取模块3，用于获取压路机的压辊图像。
生成模块4，用于根据压辊图像生成压实框。
处理模块5，用于将压实轨迹和压实框融合成指导图像，并将指导图像发送给显示设备。
本申请实施例还公开一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
S1、获取无人机跟拍压路机的施工图像。
S2、根据施工图像再现压路机的压实轨迹。
S3、获取压路机的压辊图像。
S4、根据压辊图像生成压实框。
S5、将压实轨迹和压实框融合成指导图像，并将指导图像发送给显示设备。
在本申请实施例中，在S2中还包括以下步骤：
S21、捕捉压路机的压实路线。
S22、根据压实路线划分工作区域，对压实程度不同的工作区域进行区别显示。
S23、记录工作区域的压实次数，不同次数的工作区域以不同的颜色进行显示。
S24、获取无人机检测到的路面参数，根据路面参数计算路面各面层的厚度。
在本申请实施例中，在S4中还包括以下步骤：
S41、获取路面图像，在路面图像上选择一个点作为原点，然后建立坐标系。
S42、识别压辊图像的轮廓特征以得到压辊的四个边角，并根据坐标系确定四个边角的坐标。
S43、根据边角的坐标形成矩形的压实框。
S44、比对相邻两个边角的坐标，得出两个边角坐标的差值，并将差值发送给显示设备进行放大显示。
本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质，储有能够被处理器加载并执行上述方法的计算机程序。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
Claims (9)
1.基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取无人机跟拍压路机的施工图像；
根据施工图像再现压路机的压实轨迹；
获取压路机的压辊图像；
根据压辊图像生成压实框；
将压实轨迹和压实框融合成指导图像，并将指导图像发送给显示设备。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法，其特征在于，根据施工图像再现压路机的压实轨迹，包括：
捕捉压路机的压实路线；
根据压实路线划分工作区域，对压实程度不同的工作区域进行区别显示。
3.根据权利要求2所述的基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法，其特征在于，还包括：
记录工作区域的压实次数，不同次数的工作区域以不同的颜色进行显示。
4.根据权利要求1所述的基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法，其特征在于，还包括：
获取无人机检测到的路面参数，根据路面参数计算路面各面层的厚度。
5.根据权利要求1所述的基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法，其特征在于，根据压辊图像生成压实框，包括：
获取路面图像，在路面图像上选择一个点作为原点，然后建立坐标系；
识别压辊图像的轮廓特征以得到压辊的四个边角，并根据坐标系确定四个边角的坐标；
根据边角的坐标形成压实框。
6.根据权利要求5所述的基于无人机的沥青混合料施工压实检测方法，其特征在于，还包括：
比对相邻两个边角的坐标，得出两个边角坐标的差值，并将差值发送给显示设备进行放大显示。
7.一种基于无人机的沥青混合料施工压实检测装置，其特征在于，包括，
第一获取模块，用于获取无人机跟拍压路机的施工图像；
再现模块，用于根据施工图像再现压路机的压实轨迹；
第二获取模块，用于获取压路机的压辊图像；
生成模块，用于根据压辊图像生成压实框；
处理模块，用于将压实轨迹和压实框融合成指导图像，并将指导图像发送给显示设备。
8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至6中任一项方法的计算机程序。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至6中任一项方法的计算机程序。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210312 |