城市道路土基病害核匹配追踪识别算法.pdf

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1、第30卷第5期2017年5月中国公路学报ChinaJ．Highw．Transp．V01．30NO．5May2017文章编号：1001—7372(2017)05—0044—08城市道路土基病害核匹配追踪识别算法乔旭1，赵学军1，杨峰1，郑晶2(1．中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083；2．中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京100083)摘要：为准确识别道路土基病害以避免路面塌陷事故的发生，采用探地雷达对城市道路进行检测。针对城市非硬化道路和硬化道路土基病害出现的一般规律，首先通过维纳滤波器对探地雷达图像进行一维滤波，在滤波过程中，对增益函数进行倒谱域内的平

2、滑处理，进而得到增强的雷达图像；然后，采用傅里叶变换、小波变换等信号处理方法，得到探地雷达图像在不同变换域的结果，并通过构建傅里叶核函数、多项式核函数、克罗内克核函数等不同的核函数字典，对探地雷达图像在不同变换域的结果进行匹配追踪，比较在不同核函数下的核匹配追踪序列；最后，通过比较不同核匹配追踪序列的差异，分别找出对道路土基水害和空洞病害类型敏感的核匹配追踪序列，通过该序列识别城市道路土基病害的类型。利用基于相关系数的病害度量算法比较核匹配追踪序列，判断城市道路土基病害发生的区域，并通过算法识别非硬化道路与硬化道路的地下病害。结果表明：病害类型及范围与实际情况相符，水害和空洞均能得到有效

3、识别；通过5组城市道路探地雷达探测数据集验证了算法的有效性，识别准确率达到了99％以上；利用核匹配追踪算法处理探地雷达图像有助于城市道路土基病害识别，可减少路面塌陷事故的发生。关键词：道路工程；土基病害；核匹配追踪；探地雷达中图分类号：U412．22文献标志码：AUrbanRoadSoilSubgradeDiseaseRecognitionbyKernelMatchingPursuitQIAOXul，ZHAOXue—junl，YANGFen91，ZHENGJin92(1．SchoolofMechanicalElectronic＆InformationEngineering．ChinaUn

4、iversityMining&Technology．Beijing，Beijing100083，China；2．SchoolofGeoscienceandSurveyingEngineering，ChinaUniversityMining&Technology，Beijing，Beijing100083，China)Abstract：Inordertoaccuratelyrecognizetheroadsollsubgradediseasetoavoidtheoccurrenceofcollapseontheroad，groundpenetratingradar(GPR)wasalway

5、susedtodetecttheurbanroad．Inallusiontouniversallawofroadsollsubgradediseaseonthenon—hardenedandhardenedroad．firstly，one—dimensionalfilteringofGPRimageswascarriedoutbyWienerfilterandGPRimageswereobtainedbysmoothingthegainfunctionincepstrumdomain．Secondly，theresultsoftheGPRimagesindifferenttransfor

6、mdomainswereobtainedbyFouriertransform，wavelettransformandSOon．BasedonkernelfunctiondictionariesincludingFourierkernelfunction．polynomialkernelfunction，matchingpursuitofGPRimagesindifferenttransformdomainswas收稿日期：2016一0701基金项目：国家自然科学基金项目(41504112)；北京市自然科学基金项目(8162035)；国家重大科学仪器设备开发专项项目(2012YQ03012

7、6)；北京市交通行业科技项目(TCl405AK9)作者简介：乔旭(1986)，男，北京市人，工学博士研究生，E—mail：qiaoxu@student．cumtb．edu．cn。第5期乔旭，等：城市道路土基病害核匹配追踪识别算法45carriedout．Finally，accordingtothecomparisonofdifferentkernelmatchingpursuit(KMP)sequences，thesensitive