【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及道路病害檢測，特別是一種海量探地雷達病害數據三維合成方法。
技術介紹
1、道路安全一直是社會經濟發展的重中之重，推動著經濟的的發展。但是由于道路容易磨損而且維護管理技術有限，因道路病害造成的安全事故層出不窮，嚴重影響人民的生命財產安全。
2、三維探地雷達技術采用陣列式天線多通道高頻天線掃描，數據采集方便可實現對道路三維空間的高效采集，并且獲得三維海量數據，可實現對病害異常體的高精度定位，準確還原地下病害提的位置，具有極高的探測精度和空間分辨率。但三維探底雷達采集數據量大，本質上是人工檢測標注病害，還是通過對三維雷達的切片數據進行分析，然后定位到某個通道的剖面進行驗證，需要花費大量的時間；也可將智能檢測引入病害檢測當中可以大大的提高數據分析的效率，但是智能檢測只是針對雷達剖面進行檢測，無法很好的將病害精確的位置和三維空間中的大小展現出來。
3、現有針對探地雷達數據智能檢測后是采用dbscan聚類的方式進行三維合成，由于檢測后的病害數量巨大，導致dbscan聚類速度巨慢，檢測后無法快速的對病害合成進行分析，而且病害結果分布不均衡，dbscan聚類需要調整參數才能達到一定的效果，且對不同的病害分布需要調整不同的參數，無法智能化的一次合成成功；另一種方法是使用地理信息進行空間計算，因為在探地雷達數據采集的過程中，每個數據都有自己的空間位置，利用檢測結果在地圖上的投影進行空間交并計算，這種方法的效率較高，不受參數的影響，但是投影之后會失去病害本身的深度信息，不能在空間上對病害合成的結果進行定位。經過專
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種海量探地雷達病害數據三維合成方法。
2、本專利技術的目的通過以下技術方案來實現：一種海量探地雷達病害數據三維合成方法，包括以下步驟：
3、s1：獲取所有需合成的病害及對應的位置信息，并遍歷全部病害，生成其對應的立方體；
4、s2：計算三維空間中不同病害之間交并比和每個立方體的最小頂點坐標和最大頂點坐標；
5、s3：計算兩組立方體邊界框的交集以及交集邊界框的尺寸；
6、s4：計算兩組立方體的體積，并計算每對立方體之間的交并比iou；
7、s5：去除iou對角線元素，并初始化數組keep，將keep中有相同索引的病害提取出來并計算它們在地圖上的投影，得到合成后的數據。
8、優選的，步驟s1中，還包括以下步驟：
9、s11：獲取的單個病害為一個矩形框，設病害框的高度為h，右上角點的坐標為(x1,y1)，左上角點的坐標為(x2,y2)；
10、s12：計算病害框的病害方向，
11、angle＝arctan((y2-y1)/(x2-x1))；
12、s13：遍歷全部病害，生成其對應的立方體，每個病害立方體用1行6列的數組表示，記為[x,y,z,l,w,h]，x,y,z分別表示該立方體中心在空間內的位置信息，l,w,h分別表示立方體的長寬高；
13、s14：獲得一個n行6列的二維矩陣，n為病害數目，二維矩陣表示要合成的所有病害的信息，記為cubes。
14、優選的，步驟s2中，還包括以下步驟：
15、s21：從cubes提取出立方體的中心坐標，并取矩陣cubes前三列得到所有立方體的中心坐標center＝cubes[:,:,3]；
16、s22：從cubes提取立方體的尺寸，并取矩陣cubes后三列得到所有立方體的中長寬高矩陣dim＝cubes[:,3,:]；
17、s23：計算每個立方體的最小頂點坐標和最大頂點坐標，
18、min＝center-dim/2；
19、max＝center+dim/2。
20、優選的，步驟s3中，還包括以下步驟：
21、s31：計算兩組立方體邊界框的交集，將min的形狀從(n,3)變為(n,1,3)，計算兩個3d立方體集合中每對立方體的最小坐標點的最大值，并將max的形狀從(n,3)變為(n,1,3)，計算兩個3d立方體集合中每對立方體的最大坐標點的最小值，
22、min＝maximum(min[:,none,:],min[none,:,:])；
23、max＝minimum(max[:,none,:],max[none,:,:])；
24、其中，min為每個立方體邊界框的最小頂點，max為每個立方體邊界框的最大頂點，maximum表示逐個元素比較大小取大保留，minimum表示逐個元素比較大小取小保留；
25、s32：計算交集邊界框的尺寸，計算兩個3d立方體相交區域的維度，
26、dim＝max-min；
27、其中，maximum∈(dim,0)，
28、計算每個交集邊界框的尺寸乘積，得到交集體積，
29、dim＝maximum(dim,0)[:,0]*maximum(dim,1)[:,0]*maximum(dim,0)[:,2]。
30、優選的，步驟s4中，還包括以下步驟：
31、s41：計算兩組立方體的體積，
32、vol＝dim[:,0]*dim[:,1]*dim[:,2]；
33、其中，dim[:,0]為取dim第一列到得到相交部分長方體的長度，dim[:,1]為取dim第一列到得到相交部分長方體的寬度，dim[:,2]為取dim第一列到得到相交部分長方體的高度；
34、s42：計算交并比iou，
35、iou＝dim/(vol[:,none]+vol[none,:]-dim)；
36、其中，iou為交集體積除以并集體積的比率，dim為交集體積，vol[:,none]+vol[none,:]為并集體積。
37、優選的，步驟s5中，還包括以下步驟：
38、s51：在iou矩陣中，對角線上的值表示本身與本身的iou且為1，所有iou減去與自己相同大小的單位矩陣，
39、iou＝iou-in；
40、將交并比大于0的元素標記為1，表示相交；
41、s52：初始化keep，
42、keep＝{0,1,2,…,n-1}；
43、獲取與di相交的病害索引集合ii，
44、ii＝{j|iouij＝1}；
45、當ii非空時，將di加入該集合，
46、ii＝ii∪{i}；
47、將這些線段的分組編號設為最小的索引值，更新所有與di相交的分組編號為k，
48、k＝min(keep[ii])；
49、
50、s53：初始化病害區域集合，
51、diseaseareas＝φ；本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種海量探地雷達病害數據三維合成方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的海量探地雷達病害數據三維合成方法，其特征在于：所述步驟S1中，還包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的海量探地雷達病害數據三維合成方法，其特征在于：所述步驟S2中，還包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的海量探地雷達病害數據三維合成方法，其特征在于：所述步驟S3中，還包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的海量探地雷達病害數據三維合成方法，其特征在于：所述步驟S4中，還包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的海量探地雷達病害數據三維合成方法，其特征在于：所述步驟S5中，還包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種海量探地雷達病害數據三維合成方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的海量探地雷達病害數據三維合成方法，其特征在于：所述步驟s1中，還包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的海量探地雷達病害數據三維合成方法，其特征在于：所述步驟s2中，還包括以下步驟：
4.根據權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：范崇霄，桂仲成，賈鴻順，李學俊，
申請(專利權)人：安徽圭目機器人有限公司，
類型：發明
國別省市：
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