用于检测道路路面损坏的移动激光扫描技术

《IEEE Open Journal of Intelligent Transportation Systems》：Mobile Laser Scanning for Road Pavement Distress Detection

　　

摘要：

本研究探讨了利用移动激光扫描（MLS）技术从精确的3D点云数据中检测路面损坏的有效性。将传统的MLS系统与高精度的路面测绘参考系统进行了对比评估。研究数据由配备Riegl VUX-1HA扫描仪的Roamer-R4DW移动测绘系统收集，而参考数据则通过基于Fraunhofer PPS-plus的移动测绘系统（PPS-plus）获取，该系统能够以亚毫米级精度绘制道路表面。研究人员开发了一种新的自动损坏检测算法，显著提高了检测精度。为了验证算法效果，使用PPS-plus数据对九段10米长的路面进行了标注作为真实值。该算法在检测宽度超过2厘米的损坏时达到了0.87的F1分数。将同一算法应用于Roamer R4DW的数据并与手动参考结果进行比较，得到了0.77的F1分数。为了评估研究结果的普遍性，评估范围扩展到了3.2公里长的道路段落。利用PPS-plus数据生成的参考信息，自动损坏检测算法在Roamer-R4DW数据上的F1分数为0.66。此外，本研究还填补了一个关键的研究空白：即缺乏利用MLS数据进行损坏体积和面积评估的方法。对于同一3.2公里长的道路段落，我们分别获得了0.93和0.77的损坏体积和面积确定系数。研究结果凸显了传统MLS系统（如Roamer-R4DW）在3D环境下进行路面和道路测绘的潜力。代表性数据集：https://doi.org/10.5281/zenodo.19267189。