随着我国经济的高速发展,机场数量的增加,机场跑道每天承载着大量的飞机起降,跑道道面的不平整、破损等病害会给飞机的安全带来重大隐患;另一方面公路建设里程也在不断的增加,公路路面病害对车辆和人员安全形成威胁。长期以来,我国对路面检测的手段是以人工检测为主,检测时间长、检测精度低、检测设备单一,已无法满足当今道路发展的需要。因此,研究当前各类路面病害自动化检测涉及的关键技术,设计一种适合各类路面检测评价的方法是非常必要的。本文根据各类路面的检测需要,结合飞行器导航技术和图像处理技术,提出了多传感器数据融合的路面检测方法,将GPS、姿态传感器、加速度计、激光传感器、线阵相机、面阵相机等传感器数据融合,针对不同路面合理搭配,解决了路面检测中关键技术,实现路面病害的自动检测。涉及研究内容有:1.设计了传感器数据融合的路面检测方法。在路面起伏检高程测方面,提出了路面起伏高程的数据融合算法,采用互补滤波提高了姿态传感器的数据精度,实现了卡尔曼滤波算法将传感器和GPS路面起伏高程的数据融合,完成了路面起伏高程检测的实例验证和误差分析;在路面断面轮廓检测方面,给出了路面纵、横断面数据提取的原理和实施方法,对断面轮廓形状的计算方法和流程进行了详细分析,推导出了详细的计算步骤;采用重心法和补断法对路面车辙光亮带图像进行了重建,对算法和采集设备的误差进行了计算和验证。2.构建了数据融合的路面三维模型。构建了道路的三维坐标系,对采集的离散点数据进行了函数化处理,融合GPS数据对路面轨迹进行了重构。利用Hermite插值算法对路面断面控制节点进行了细化,采用NURBS蒙面法实现了对路面曲面的三维重构。运用Open GL技术开发道路曲面显示系统,实现了路面曲面的显示和纹理贴图。3.设计了针对路面病害的特征识别检测方案。根据病害类型设计了不同的图像采集设备和检测方法。对路面裂纹的检测采用了对原图降噪、增强、阈值分割的预处理,最大熵法完成图像二值化,自适应提升分类法实现对裂缝的识别分类;车道标志线采用了2-D中值滤波对原图降噪,Sobel算子标志线的边缘提取,区域面积比较法实现对标志线破损的判别。4.构建了快速车载路面检测平台。开发了传感器融合的路面检测系统,在硬件方面,设计了传感器采集电路和传感器信号处理方法,针对加速度计开发了温湿度补偿法提高了加速度的采样精度;在软件方面,开发了一套针对路面检测和评价的工程应用软件系统。系统能够同步高速采集系统中各类传感器的数据,并根据用户选定的参数计算路面的起伏高程、断面轮廓并生成三维路形曲面,按照国家标准实现对不同路面的多个指标计算和评价,评估病害等级。