CN118087344A - 一种高速公路养护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及道路养护技术领域，具体涉及一种高速公路养护方法，养护步骤为：S1、在工业无人机上安装有摄像设备与定位设备；S2、在高速公路上设置相应的警示牌与安全护栏，养护人员在安全护栏内进行飞行作业；S3、将摄像设备与定位设备与后台计算机建立连接，将工业无人机按照指定路线进行飞行；S4、在飞行过程中，摄像设备对路面标线进行实时的拍摄，定位设备实时记录下当前工业无人机飞行的路线情况。本申请通过采用无人机检测的方式，在飞行过程中实时对路面标线进行拍摄，养护人员实时观测，避免了行车查看时存在的安全隐患，通过一来一回的方式，二次对路面标线进行检测，避免了漏看错过标线的情况，带来了更好的使用前景。
Description
技术领域
本发明属于道路养护技术领域，具体为一种高速公路养护方法。
背景技术
高速公路是指专供汽车高速行驶的公路，具有全封闭、全立交、严格的交通管理等特点，高速公路在不同国家地区、不同时代和不同的科研学术领域有不同规定，高速公路的建设需要大量的资金和人力物力投入，同时还需要考虑到环境保护、景观设计等方面因素，在高速公路的设计和建设过程中，需要遵循国家相关法律法规和标准规范的要求，同时还需要考虑当地地形地貌、气候条件等自然因素，高速公路上往往会标有指示的道路标线，道路标线是指在道路的路面上用线条、箭头、文字、立面标记、突起路标和轮廓标等向交通参与者传递引导、限制、警告等交通信息的标识，道路标线的作用是管制和引导交通，可以与标志配合使用，也可单独使用，道路交通标线主要划设于道路表面，经受日晒雨淋，风雪冰冻，遭受车辆的冲击磨耗，因此对其性能有严格的要求，在车辆不断的行驶过程中，道路标线往往会受到轮胎的磨损，导致标线模糊不清，从而影响到车辆的正常行驶或错过高速的出口，带来不便，通常在养护过程中，需要将磨损的道路标线重新涂刷，进行养护，保证车辆的正常行驶，而对于高速公路上的磨损标线查看时，市面上一般的检测方法通常是在高速公路上开车进行查看是否存在磨损的标线，但是由于高速公路上对于车速具有要求，在车辆行进的过程中，驾驶人员往往需要专心驾驶，又要查看标线是否缺失磨损，对行车带来巨大的安全隐患，不易查看，容易错过磨损的标线，从而造成养护效率低下，带来不便，对此，我们提出了一种高速公路养护方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高速公路养护方法，以解决以上技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高速公路养护方法，养护步骤为：
S1、在工业无人机上安装有摄像设备与定位设备；
S2、在高速公路上设置相应的警示牌与安全护栏，养护人员在安全护栏内进行飞行作业；
S3、将摄像设备与定位设备与后台计算机建立连接，将工业无人机按照指定路线进行飞行；
S4、在飞行过程中，摄像设备对路面标线进行实时的拍摄，定位设备实时记录下当前工业无人机飞行的路线情况；
S5、养护人员通过后台计算机实时观看飞行拍摄的视频，查看路面标线的完整度；
S6、在养护人员查看到路面标线存在缺失磨损后，通过定位设备对当前位置进行定位，进行记录；
S7、工业无人机往返后，再次对路面标线进行拍摄，二次监测；
S8、养护人员收下工业无人机，撤离警示牌与安全护栏，前往定位的位置，再次放下警示牌与安全护栏；
S9、对磨损的标线重新涂刷，等待干燥后，撤离前往下一处进行养护施工。
优先地，S1步骤中摄像设备通过无线网方式与后台计算机进行连接，定位设备通过雷达方式主动发射信号，通过接收无人机身反射的信号来进行定位，获取无人机目标方位，对当前位置进行记录。
优先地，S2步骤中养护人员预先驶入进待养护的高速公路内部；S3步骤中摄像设备内建立有特征提取模块，特征提取模块用以对高速公路上的标线特征进行提取，将标线用红框在后台计算机内显示查看，工业无人机与后台计算机建立连接，通过后台计算机设置调整飞行路线。
优先地，调整飞行路线通过预先在后台计算机内规划出飞行路线，将规划的路线传输至工业无人机内，并调节飞行的高度与飞行的速度，通过养护人员实时的对工业无人机飞行的位置、速度、高度与电量进行查看，飞行的速度为5km/h，飞行高度为8m。
优先地，S6步骤中后台计算机实时显示出当前飞行的路线位置，在养护人员通过后台计算机内查看到磨损的标线后，对当前工业无人机的位置进行标记，标记在路线地图上。
优先地，S7步骤中工业无人机在飞行到指定的位置地点后，开始折返，二次进行拍摄，养护人员继续观测，对标记的位置二次查看确认标线是否存在磨损。
优先地，S9步骤中标线涂刷的材料为丙烯酸树脂、助剂与荧光剂，涂刷步骤为预先对路面进行清洁与打扫，清理掉路面的泥土与灰尘，清理完成后，根据涂刷的要求，进行测量放线，使用高压无气喷涂机进行喷涂，将路面磨损的标线进行重新涂刷。
优先地，特征提取模块内通过SIFT进行特征提取，通过建立出高斯差分金字塔，对图像进行模糊以及降采样处理，并对图像上的极值点进行检测，根据特征点位置确定主方向，构建出关键点描述符，提取出路面上关键的标线特征，在出现标线特征后，使用红框进行标记。
优先地，高斯差分金字塔公式为：
D(x，y)＝L(x，ya)-L(x，yc)＝[G(x，ya)-G(x，yc)*I(x，y)]
其中D(x，y)表示为高斯差分尺度空间，L(x，ya)与L(x，yc)表示为高速金字塔中相邻尺度的图像，G(x，ya)与G(x，yc)表示为高斯核函数，I(x，y)表示为输入图像，*表示为卷积运算，k表示为高斯尺度空间的相邻尺度对比。
优先地，高速公路养护时避开车流量高峰期，选择车流量少的时间段，并且在白天进行养护施工。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本申请通过采用无人机检测的方式，在飞行过程中实时对路面标线进行拍摄，养护人员实时观测，避免了行车查看时存在的安全隐患，通过一来一回的方式，二次对路面标线进行检测，避免了漏看错过标线的情况，带来了更好的使用前景。
具体实施方式
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种高速公路养护方法，养护步骤为：
S1、在工业无人机上安装有摄像设备与定位设备；
S2、在高速公路上设置相应的警示牌与安全护栏，养护人员在安全护栏内进行飞行作业；
S3、将摄像设备与定位设备与后台计算机建立连接，将工业无人机按照指定路线进行飞行；
S4、在飞行过程中，摄像设备对路面标线进行实时的拍摄，定位设备实时记录下当前工业无人机飞行的路线情况；
S5、养护人员通过后台计算机实时观看飞行拍摄的视频，查看路面标线的完整度；
S6、在养护人员查看到路面标线存在缺失磨损后，通过定位设备对当前位置进行定位，进行记录；
S7、工业无人机往返后，再次对路面标线进行拍摄，二次监测；
S8、养护人员收下工业无人机，撤离警示牌与安全护栏，前往定位的位置，再次放下警示牌与安全护栏；
S9、对磨损的标线重新涂刷，等待干燥后，撤离前往下一处进行养护施工。
进一步的，S1步骤中摄像设备通过无线网方式与后台计算机进行连接，定位设备通过雷达方式主动发射信号，通过接收无人机身反射的信号来进行定位，获取无人机目标方位，对当前位置进行记录；
雷达定位步骤包括：
雷达通过发射电磁波来探测工业无人机，电磁波的频率和波形根据需要进行调整，来获得最佳的探测效果；
当电磁波遇到工业无人机时，反射回来并被雷达接收，通过测量电磁波从发射到被工业无人机反射回来的时间，计算出工业无人机与雷达之间的距离，同时，通过测量电磁波的方位角和仰角，确定目标物的方向。
进一步的，S2步骤中养护人员预先驶入进待养护的高速公路内部；S3步骤中摄像设备内建立有特征提取模块，特征提取模块用以对高速公路上的标线特征进行提取，将标线用红框在后台计算机内显示查看，工业无人机与后台计算机建立连接，通过后台计算机设置调整飞行路线；
后台计算机设置工业无人机飞行路线通过预先收集目标区域的地理信息和环境数据，通过地图服务与卫星图像方式获取，根据收集到的地理信息和环境数据，规划工业无人机的飞行路线，将规划好的工业无人机飞行路线导入到工业无人机的控制系统或相应的软件中，以便工业无人机能够按照预设的路线飞行，在工业无人机执行任务的过程中，实时监控无人机的位置、速度、姿态等参数。
进一步的，调整飞行路线通过预先在后台计算机内规划出飞行路线，将规划的路线传输至工业无人机内，并调节飞行的高度与飞行的速度，通过养护人员实时的对工业无人机飞行的位置、速度、高度与电量进行查看，飞行的速度为5km/h，飞行高度为8m。
进一步的，S6步骤中后台计算机实时显示出当前飞行的路线位置，在养护人员通过后台计算机内查看到磨损的标线后，对当前工业无人机的位置进行标记，标记在路线地图上。
进一步的，S7步骤中工业无人机在飞行到指定的位置地点后，开始折返，二次进行拍摄，养护人员继续观测，对标记的位置二次查看确认标线是否存在磨损；
通过一来一回的查看拍摄，来对第一次拍摄的情况进行二次检查，防止出现漏孔，误看的情况，更好的起到了对道路标线检测的作用。
进一步的，S9步骤中标线涂刷的材料为丙烯酸树脂、助剂与荧光剂，涂刷步骤为预先对路面进行清洁与打扫，清理掉路面的泥土与灰尘，清理完成后，根据涂刷的要求，进行测量放线，使用高压无气喷涂机进行喷涂，将路面磨损的标线进行重新涂刷；
高压无气喷涂机喷涂方法通过将材料桶连接在机器上，确保管道稳固没有泄露的情况，调整高压无气喷涂机的压力，在喷涂大面积时需要增大压力，在喷涂小面积时需要减小压力，喷涂时，养护人员按住喷枪，缓慢的进行喷洒材料即可，在喷洒后，关闭电源，对高压无气喷涂机进行清洁。
通过在标线的材料内添加有荧光剂材料，能够更好的让标线在夜晚的时候反光，对车辆车主起到警示的作用，更好的让车主进行观看，防止车主看不清，导致行驶出现偏差。
进一步的，特征提取模块内通过SIFT进行特征提取，通过建立出高斯差分金字塔，对图像进行模糊以及降采样处理，并对图像上的极值点进行检测，根据特征点位置确定主方向，构建出关键点描述符，提取出路面上关键的标线特征，在出现标线特征后，使用红框进行标记；
图像模糊处理步骤通过对当前层进行高斯模糊，降低图像的噪声，并删除当前层的偶数行与列，把原图在宽与高缩小，得到上层的图像；
对极值点检测的方法通过对图像中的每一个点进行遍历，判断该点是否为极值点，确保检测的极值点为准确的，通过插值方式进行精确定位，并进一步的除去噪声与边缘响应，获得更为稳定的特征点。
进一步的，高斯差分金字塔公式为：
D(x，y)＝L(x，ya)-L(x，yc)＝[G(x，ya)-G(x，yc)*I(x，y)]
其中D(x，y)表示为高斯差分尺度空间，L(x，ya)与L(x，yc)表示为高速金字塔中相邻尺度的图像，G(x，ya)与G(x，yc)表示为高斯核函数，I(x，y)表示为输入图像，*表示为卷积运算，k表示为高斯尺度空间的相邻尺度对比；
在构建高斯差分金字塔时，首先需要构建高斯金字塔，然后对高斯金字塔的相邻尺度图像进行相减，得到差分图像，将差分图像中的极值点作为特征点，并根据其所在的尺度信息确定其位置和尺度信息，高斯差分金字塔的第一组第一层是由高斯金字塔的第一组第二层减第一组第一层得到的差分图像，在往上迭代的过程中，每一组的下一层是通过将上一层与上一层减下一层的差分图像进行相减而得到的，因此，高斯差分金字塔的每组内不同尺度的图像之间存在一定的差异，这种差异使得高斯差分金字塔能够更好地捕获图像的尺度信息。
进一步的，高速公路养护时避开车流量高峰期，选择车流量少的时间段，并且在白天进行养护施工；
通过高速公路上的摄像头来对车流量进行实时监控，养护人员通过查看当前路段的车流量情况，来调整出不同的养护时间点，避免了在养护时，车流量较大造成高速公路拥堵的情况。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高速公路养护方法，其特征在于，养护步骤为：
S1、在工业无人机上安装有摄像设备与定位设备；
S2、在高速公路上设置相应的警示牌与安全护栏，养护人员在安全护栏内进行飞行作业；
S3、将摄像设备与定位设备与后台计算机建立连接，将工业无人机按照指定路线进行飞行；
S4、在飞行过程中，摄像设备对路面标线进行实时的拍摄，定位设备实时记录下当前工业无人机飞行的路线情况；
S5、养护人员通过后台计算机实时观看飞行拍摄的视频，查看路面标线的完整度；
S6、在养护人员查看到路面标线存在缺失磨损后，通过定位设备对当前位置进行定位，进行记录；
S7、工业无人机往返后，再次对路面标线进行拍摄，二次监测；
S8、养护人员收下工业无人机，撤离警示牌与安全护栏，前往定位的位置，再次放下警示牌与安全护栏；
S9、对磨损的标线重新涂刷，等待干燥后，撤离前往下一处进行养护施工。
2.根据权利要求1所述的高速公路养护方法，其特征在于：S1步骤中摄像设备通过无线网方式与后台计算机进行连接，定位设备通过雷达方式主动发射信号，通过接收无人机身反射的信号来进行定位，获取无人机目标方位，对当前位置进行记录。
3.根据权利要求1所述的高速公路养护方法，其特征在于：S2步骤中养护人员预先驶入进待养护的高速公路内部；S3步骤中摄像设备内建立有特征提取模块，特征提取模块用以对高速公路上的标线特征进行提取，将标线用红框在后台计算机内显示查看，工业无人机与后台计算机建立连接，通过后台计算机设置调整飞行路线。
4.根据权利要求3所述的高速公路养护方法，其特征在于：调整飞行路线通过预先在后台计算机内规划出飞行路线，将规划的路线传输至工业无人机内，并调节飞行的高度与飞行的速度，通过养护人员实时的对工业无人机飞行的位置、速度、高度与电量进行查看，飞行的速度为5km/h，飞行高度为8m。
5.根据权利要求1所述的高速公路养护方法，其特征在于：S6步骤中后台计算机实时显示出当前飞行的路线位置，在养护人员通过后台计算机内查看到磨损的标线后，对当前工业无人机的位置进行标记，标记在路线地图上。
6.根据权利要求1所述的高速公路养护方法，其特征在于：S7步骤中工业无人机在飞行到指定的位置地点后，开始折返，二次进行拍摄，养护人员继续观测，对标记的位置二次查看确认标线是否存在磨损。
7.根据权利要求1所述的高速公路养护方法，其特征在于：S9步骤中标线涂刷的材料为丙烯酸树脂、助剂与荧光剂，涂刷步骤为预先对路面进行清洁与打扫，清理掉路面的泥土与灰尘，清理完成后，根据涂刷的要求，进行测量放线，使用高压无气喷涂机进行喷涂，将路面磨损的标线进行重新涂刷。
8.根据权利要求3所述的高速公路养护方法，其特征在于：特征提取模块内通过SIFT进行特征提取，通过建立出高斯差分金字塔，对图像进行模糊以及降采样处理，并对图像上的极值点进行检测，根据特征点位置确定主方向，构建出关键点描述符，提取出路面上关键的标线特征，在出现标线特征后，使用红框进行标记。
9.根据权利要求8所述的高速公路养护方法，其特征在于，高斯差分金字塔公式为：
D(x，y)＝L(x，ya)-L(x，yc)＝[G(x，ya)-G(x，yc)*I(x，y)]其中D(x，y)表示为高斯差分尺度空间，L(x，ya)与L(x，yc)表示为高速金字塔中相邻尺度的图像，G(x，ya)与G(x，yc)表示为高斯核函数，I(x，y)表示为输入图像，*表示为卷积运算，k表示为高斯尺度空间的相邻尺度对比。
10.根据权利要求1所述的高速公路养护方法，其特征在于：高速公路养护时避开车流量高峰期，选择车流量少的时间段，并且在白天进行养护施工。
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