一种实时检测填筑工程压实状态的装置及检测方法

专利主权项内容

1.一种实时检测填筑工程压实状态的装置的检测方法，其特征在于，该方法使用实时检测填筑工程压实状态的装置，该装置包括：至少一个3D相机(2)，所述3D相机(2)适于固定设于压路机(3)的钢轮的侧面，所述压路机(3)的钢轮适于对填筑工程进行压实，所述3D相机(2)以实时拍摄压实图像，所述压实图像包括钢轮侧区域(9)图像和填筑体侧区域(11)图像；控制器，所述控制器与3D相机(2)通讯连接，所述控制器以对压实图像进行处理得到钢轮侧区域(9)的像素线长度和填筑体侧区域(11)的像素线长度，根据二者像素线长度的特征长度比的变化实时判定碾压层的压实状态；具体检测包括以下步骤：步骤1：压路机(3)行进至待碾压位置，开始碾压后，3D相机(2)跟随压路机(3)运动进行拍照，并实时传递压实图像至控制器；步骤2：点云预处理；步骤3：通过压实表征降噪法进行降噪，剔除点云数据中的异常数据，以得到3D图像；所述压实表征降噪法通过分布密度查找异常点，涉及第距离、第距离邻域、可达距离、局部可达密度，通过局部离群因子表征异常情况，具体公式如下：kk1)粒径基本距离粒径基本距离表示为，该值取级配曲线的平均粒径；dr2)粒径距离邻域点数点的粒径距离邻域点数表示为()，是以为圆心，为半径的圆所包括的点；pNkppdr3)粒径距离点的粒径距离表示为()，代表距离点第远的点与的距离；pdkppkp4)粒径距离转换数k
=[/]+1，取5~10mm；kdrl0l05)第可达距离k点至点的第可达距离表示为(，)，该值是()和(，)的最大值，(，)表示、之间的距离；opkreac-distkpodkodpodpopo6)局部可达密度点的局部可达密度用()表示，局部可达密度的表达式为plrdkp7)填筑料离群因子点的第局部离群因子用(compaction particle factor)()表示，局部离群因子的表达式为：pCPFkp()越大，则异常的可能性越高，后续查找异常值的异常界限为8~12；CPFkpCPFk步骤4：通过压实信息熵，进行边界识别与分隔；通过压实信息熵识别出从属于填筑体侧或钢轮侧的程度，过程如下：1)在像素图中，选取垂直于钢轮前进方向的线阵系列分析；2)自钢轮内侧起算，每个点一组，每个点具有深度值和3空间向坐标值；rzDx3)设当前组为，线性拟合1~(-1)组的数据点，在拟合直线上查找出第组向坐标对应的值；nnnx4)计算压实信息熵值(compaction information entropy)：CIE阈值为20~60，超过阈值代表钢轮与填筑体的分解组别，取该组的中间位置的点为代表点；5)依次计算其余线阵上的代表点，形成一条区分钢轮与填筑体的分界线，以此判断点处于钢轮侧还是填筑体侧；步骤5：提取特征长度比，记录特征长度比值，判断特征长度比值是否趋近于预设数值：钢轮侧像素线长度(10)为：填筑体侧像素线长度(12)为：特征长度比：其中，是钢轮侧的长度系列元素数；是填筑体侧的长度系列元素数。mn