基于分形几何理论的公路路面初生裂纹辨识策略与定量评价机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51478204
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0809.道路与轨道工程
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Road pavement crack is one of the most important factors that affect road traffic safety, ride comfort and economics. It has important theoretical significance and wide-range application prospects to solve the increasingly serious road foundation facility maintenance issues with the fractal geometry identification and quantitative evaluation mechanism study of the road pavement newborn cracks. The research contents include:① In terms of crack inspection scale, the optimal objective function is constructed with the constraint of newborn crack scale and with the optimization goals of the system parameters of structure, position and posture. The matching principle of system parameters is explored with the newborn crack scale. The optimal image correction transformation matrix is obtained. The optimal mathematical model of the pavement newborn crack inspection is established. ② In terms of crack identification method, the self-similarity characteristics of the pavement newborn cracks are studied deeply at different scales. The characterization and identification strategies of the self-similarity characteristics of pavement newborn cracks in road image are explored based on fractal geometry theory. ③ In terms of crack quantitative evaluation, the box dimension model and the Brown motion dimension model of the road newborn crack characteristics are built. The new accurate measurement methods of road pavement cracks with fractal information dimension are disclosed to realize the pavement crack shape quantitative evaluation at different spatial scales. The project research will lay the theoretical foundation for achieving accurate identification and quantitative evaluation of road pavement newborn cracks with high recognition rate, high reliability as well as providing the research proof with reference value.
公路路面裂纹是影响道路交通安全性、平顺性和经济性的重要因素,研究公路路面初生裂纹分形几何辨识与定量评价机理,对解决日益严峻的道路基础设施维护问题具有重要的理论意义和广泛的应用前景。研究内容包括:①裂纹检测尺度方面,构造以初生裂纹尺度为约束,以系统结构参数、位置参数和姿态参数为优化目标的最优目标函数,探明初生裂纹尺度的系统参数匹配规律,获得最佳图像校正转换矩阵,建立最优路面初生裂纹检测数学模型;②裂纹辨识方法方面,深入研究路面初生裂纹在不同尺度的自相似性特征,探明基于分形几何理论的路面初生裂纹自相似特征的表征与辨识策略;③裂纹定量评价方面,构建路面初生裂纹特征盒维数模型和布朗运动维数模型,探求全新的路面裂纹分形信息维数精确计量方法,实现不同空间尺度的路面裂纹形貌特征定量评价。项目研究将为实现高识别率、高可靠性的公路路面初生裂纹精确辨识与定量评价奠定理论基础并提供具有参考价值的研究依据。

结项摘要

公路路面裂纹是影响道路交通安全性、平顺性的重要因素之一。研究公路路面初生裂纹分形几何辨识与定量评价机理,可以为公路路面预维护提供充分的先进技术保证和理论支撑。①公路路面初生裂纹最优视觉测量模型的建立。首先,建立了基于结构光主动视觉的车载路面裂纹检测系统。其次,建立了对路面裂纹检测系统的摄像机及线结构光标定的闭合解解算模型和优化解解算模型。再次,根据线结构光投影完成了路面平面及路面坐标系在车载摄像机坐标系的重建。最后,采用重投影误差对基于车载主动视觉的路面检测系统的精度进行了试验评价。②基于分形几何理论的路面图像裂纹自相似性特征的辨识研究。首先,完成了对路面图像的滤波去噪、图像增强等预处理。然后,基于分形布朗运动模型对路面裂纹图像进行了分形维数的计算并根据分形维数完成了路面裂纹分割、形态学处理及骨架提取。最后,完成了采用分形维数分割方法辨识路面裂纹骨架的对比试验。③基于分形几何理论的路面裂纹形貌特征定量评价。首先,研究了采用分形方法对路面裂纹进行定量评价的方法。其次,基于计盒维数的分形方法对原始路面裂纹骨架和真实尺度路面裂纹骨架分别进行了计量。最后,基于计盒维数对单一路面裂纹、带分叉的路面裂纹与网状路面裂纹等进行了理论分析与试验研究,得到了不同形状路面裂纹分形维数的分布规律。研究对对延长公路的使用寿命、提高道路的通行能力并降低公路的养护成本具有重要的理论意义和广泛的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(12)
Global calibration method of a camera using constraint of line features and 3D world points
使用线特征和3D世界点约束的相机全局标定方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Measurement Science Review
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Xu Guan;Zhang Xinyuan;Li Xiaotao;Su Jian
  • 通讯作者:
    Su Jian
3D reconstruction of laser projective point with projection invariant generated from five points on 2D target
具有从 2D 目标上的五个点生成的投影不变量的激光投影点的 3D 重建
  • DOI:
    10.1038/s41598-017-07410-6
  • 发表时间:
    2017-08-01
  • 期刊:
    Scientific Reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Xu G;Yuan J;Li X;Su J
  • 通讯作者:
    Su J
Solution approach of a laser plane based on Plucker matrices of the projective lines on a flexible 2D target
基于柔性二维目标投影线Plucker矩阵的激光平面求解方法
  • DOI:
    10.1364/ao.55.002653
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Applied Optics
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Xu Guan;Zhang Xinyuan;Su Jian;Zheng Anqi;Li Xiaotao
  • 通讯作者:
    Li Xiaotao
Active solution of homography for pavement crack recovery with four laser lines
四激光线路面裂缝修复单应性主动解
  • DOI:
    10.1038/s41598-018-25572-9
  • 发表时间:
    2018-05-08
  • 期刊:
    Scientific Reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Xu G;Chen F;Wu G;Li X
  • 通讯作者:
    Li X
Profile reconstruction method adopting parameterized re-projection errors of laser lines generated from bi-cuboid references
采用双长方体参考产生的激光线参数化重投影误差的轮廓重建方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Xu Guan;Yuan Jing;Li Xiaotao;Su Jian
  • 通讯作者:
    Su Jian

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其他文献

转向架参数测定试验台位姿正解
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    华南理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
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  • 作者:
    王启明;苏建;牛治慧;林慧英;徐观
  • 通讯作者:
    徐观
基于力矩平衡原理的转向架重心测定方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    华南理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    牛治慧;苏建;张益瑞;林慧英;徐观
  • 通讯作者:
    徐观

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徐观的其他基金

基于光场网络过约束特征四面体融合的汽车车轮定位参数检测机理与全局柔性标定方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
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    54 万元
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    面上项目
基于各向同性广义向量空间的汽车形貌全局自由重建机理与闭环一致性标定方法研究
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    51875247
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
汽车主销定位参数视觉测量机理及三自由度全局高精度标定系统构建
  • 批准号:
    51205164
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  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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