趙彬丞 焦?；?王涵蕾 山東科技大學交通學院(青島校區(qū))

交通部門統(tǒng)計，在過去的“十二五”期間，我國交通建設投資再創(chuàng)新高，達到上一個五年規(guī)劃期間的1.6倍，累計超過12.5萬億人民幣，為我國經(jīng)濟的穩(wěn)定增長及帶動國內(nèi)平衡發(fā)展拉動內(nèi)需做出了巨大貢獻。截止到2017年年底，我國各類公路總里程達到了500多萬公里，其中高速公路和城鎮(zhèn)公路總里程分別達到15萬多公里和52萬多公里，穩(wěn)居世界前列。

1.城市道路檢測目前存在的問題

眾所周知，每條路都存在養(yǎng)護年限，不同建設標準的道路養(yǎng)護年限不同。路面在使用一段時間后，由于種種原因會出現(xiàn)一些病害如路面裂縫、沉陷、隆起、交通標線破損等。在所有的病害中，以路面裂縫的損壞最為常見，道路路面裂縫是最普遍且最容易出現(xiàn)的路面破損之一，同時也是許多嚴重病害初期表現(xiàn)形式。

道路路面裂縫不僅會使道路更容復損壞，變成嚴重道路病害，極大的降低了道路的舒適度也縮短了道路使用壽命，同時也會對車輛造成損壞。如何避免城市路面出現(xiàn)嚴重的病害，需要在路面出現(xiàn)輕度的路面裂縫時及時的發(fā)現(xiàn)并做好處理。路面裂縫檢測的可靠性越來越成為一個道路檢測系統(tǒng)優(yōu)越性的重要指標之一。

破損路面裂縫分類的方法有很多種，如按開裂原因分類、按裂縫嚴重程度分類，按外在表現(xiàn)形式分類等。本文主要以路面標線為參照，根據(jù)裂縫的外在表現(xiàn)形式來對它們進行分類，主要可以分為三種：與道路行駛方向或路面標線接近垂直的橫向裂縫，基本上沿著路面行駛方向與路面標線接近平行的縱向裂縫,及無方向性覆蓋面積較大的無規(guī)則裂縫。

2.路面裂縫問題檢測的國內(nèi)外現(xiàn)狀

國外比較典型路面檢測系統(tǒng)有：美國的PSI以及RoadView路面檢測系統(tǒng)：該系統(tǒng)由攝像設備、傳感器、多臺計算機服務器W及圖像檢測處理系統(tǒng)構(gòu)成，攝像設備裝于車輛的前后方，單次可W拍攝4.1 m寬的路面，對路面裂縫檢測的最高精度可達到1mm；澳大利亞RoadCrack路面檢測系統(tǒng)：該系統(tǒng)通過改裝車輛將攝像機和補光系統(tǒng)裝于檢測車的車底，檢測車的時速可達到100km／h，攝像機拍攝速度更是達到27000幀/s，對路面裂縫檢測的最高精度也可以達到1mm。

國內(nèi)比較典型的路面檢測系統(tǒng)有：商京理工大學的N-1型路面檢測系統(tǒng)該系統(tǒng)是國內(nèi)最早出現(xiàn)的智能路面檢測系統(tǒng)，由車載樣本采集系統(tǒng)和線下檢測處理系統(tǒng)組成；交通運輸部公路科學研巧院的CiCS路面檢測系統(tǒng)：該車載系統(tǒng)時速最高為100km/h，單次檢測路面寬度可W達到3.6m，裂縫最高檢測精度達到1mm，自帶補光裝置；武大卓越科技有限公司的ZOYON道路檢測系統(tǒng)：該檢測系統(tǒng)在許多方面取得了較大突破，檢測車時速最高達到120km/h，檢測寬度最大為3.7 m，自帶GPS定位系統(tǒng)，裂縫最高檢測精度達到1mm，總共包括5個子系統(tǒng)。

3.樣本圖像分割檢測方法

道路裂縫問題的智能檢測，是基于智能監(jiān)控系統(tǒng)以及云平臺的道路路面檢測系統(tǒng)展開的。而圖像的分割是樣本圖像從處理到分析再到裂縫檢測的關(guān)鍵步驟，現(xiàn)階段比較流行的圖像分割技術(shù)有以下幾種：基于區(qū)域的分割方法、基于閾值的分割方法，基于邊緣檢測的分割方法以及基于特定理論的分割方法等。下面將簡要介紹幾種圖像分割法。

迭代法：迭代法是一種自動選取全局闊值的圖像分割方法，依據(jù)數(shù)學逼近思想改進而來。

（1）尋找初始全局閾值T0：

（2）尋找新的全局閾值T：

（k1、k2為圖像分割后各個部分灰度平均值）

（3）重復第二步，直到最新閥值賄J大小趨于穩(wěn)定，則算法結(jié)束

最大類間方差法：最大類間方差法是一種通過自適應得到閥值對樣本圖像進行分割的方法，基本思想是：樣本圖像背景區(qū)域和目標區(qū)域存在著類間方差，它們之間的類間方差的大小決定它們之間的差別大小。

遺傳算法分割：一種通過模擬生物自然進化過程而提出的自適應全局優(yōu)化概率搜索算法。它可以對樣本圖像直接操作，具有很好的并行性和全局尋求最優(yōu)閥值的能力。

改進最大熵法：圖像最大熵分割法認為，在數(shù)字圖像處理中，將一幅樣本圖像看作一個系統(tǒng)，圖像中的像素則為該系統(tǒng)中的信息，像素分布均勻程度影響著圖像熵的大小。圖像的分割過程，則是對圖像系統(tǒng)信息一個重新分布的過程，通過分割得到的目標和背景區(qū)域越合理，則使得信息分布越均勻，各部分得到的煽值和越大。

4.總結(jié)與展望

城市道路路面裂縫破損作為道路路面最普遍初期病害，如何較好的進行檢測以及較早的進行維護保養(yǎng)，對避免形成嚴重病害以及節(jié)省人力經(jīng)費開支有著重大的意義，在人工智能的大環(huán)境下，基于圖像分割方法的不斷成熟，城市道路檢測必將越來越趨向于智能化。

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