基于多維尺度特征增強的公路結構層無損檢測識別方法

孟利強, 周麗軍

(山西省智慧交通研究院有限公司 智慧交通山西省實驗室, 山西 太原 030032)

0 引 言

隨著公路運營時間的增加, 公路路基結構層會發生空洞、脫空、裂縫、疏松、塌陷等病害[1], 特別是公路塌陷嚴重威脅著人民的生命財產安全。傳統的檢測技術, 如巖心鉆孔法和其他破壞性檢測方法的樣品數量有限, 且測試成本昂貴、耗時, 不能保證實時獲得檢測結果, 在路面上鉆孔的行為也會對道路結構造成不可逆轉的破壞[2]。探地雷達(GPR)是一種無損性電磁檢測技術, 因其非破壞性、高效、連續檢測和直觀圖像的特點而被廣泛應用于地下結構物檢測。根據不同地下目標介質的電磁特性(如介電常數、電導率、滲透率等), 能獲得不同的電磁散射回波, 當地下介質的電磁特性發生變化時, 電磁波將相應地產生反射和折射回波。通過對接收機接收到的回波進行處理和分析, 可以根據回波、位置、結構、幾何形狀等信息的波形、強度、回波時間等, 推斷出地下目標的情況。

城市道路的地下結構物通常有排水排污管道、電力管道等, 隨著道路運營時間的增加會產生空洞、脫空等病害。高速公路的地下結構物通常有排水管道、涵洞、混凝土鋼筋網等, 也存在層間脫空、不密實等病害[3-4]。盡管GPR采集數據的效率較高, 但是, 因雷達分辨率的影響以及地下結構物先驗知識的缺乏, 對公路結構物的解析依舊是難點問題。

常用的探地雷達數據處理方法有基于圖像的信號處理方法, 即將檢測回波數據導出為圖像, 對圖像中的像素值進行處理。……