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Título : Detección de grietas en la cinta asfáltica mediante análisis de imágenes
Autor : Dr. Castillo Castañeda, Eduardo
Dr. Ornelas Rodríguez, Francisco Javier
Ing. Ramírez Jiménez, Sandra Magaly
Palabras clave : realce de imagen
detección de grietas
inspección de carreteras
Fecha de publicación : 25-nov-2011
Resumen : An important indicator of the state of the road is the appearance of cracks on its surface, because they represent a route of entry for water and pollutants, causing surface degradation and affecting the regularity of the surface. This affects uses safety and comfort, furthermore, increases costs when the asphalt has a greater damage. Currently, the Center for Research in Applied Science and Advanced Technology of Instituto Politécnico Nacional, in Querétaro, implements a vehicle that must drive at a speed of about 60 kilometers per hour and delivers a sequence of images, acquired with a linear high definition and speed camera "P2-45 -04K40-10E". These images are analyzed and classified offline by an engineer with expertise in road failures. In order to improve the repeatability and speed of inspection, a method capable of detecting cracks in the asphalt surface of the tape automatically, is required. This paper proposes a method invariant to illumination for cracks detection on the surface of the asphalt. In the first stage, the image is improved by creating and extracting an illumination pattern. In the second stage the Wavelet transform is applied, the threshold is calculated and the image is binarized. Finally, two parameters are calculated in order to identify and isolate the crack: the eccentricity and the extent. An object with eccentricity value close to 1 and extent close to 0 is considered a crack. This study evaluated the proposed method and a variation of applying Wavelet transform with windows. It was noted that the evaluated methods are robust in the presence of scraps and patches, even when the sensitivity is lower for thin curved forms. However, with the Wavelet transform for windows method, cracks are automatically detected with a specificity of 1 mm in width; this methodology provides a faster result.
Descripción : Un indicador importante del estado de la carretera es la aparición de grietas en su superficie, debido a que representa una vía de entrada de agua y productos contaminantes, ocasionando degradaciones superficiales que afectan la regularidad de la misma con lo que disminuye la seguridad y comodidad de los usuarios, asimismo los costos de operación aumentan cuando la cinta asfáltica sufre un deterioro mayor. Actualmente el Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada Unidad Querétaro del Instituto Politécnico Nacional equipa un vehículo que debe circular a una velocidad de aproximadamente 60 kilómetros por hora y que entrega una secuencia de imágenes adquiridas con una cámara lineal Piranha 2 modelo P2-45-04K40-10E marca DALSA de alta definición y velocidad. Dichas imágenes son analizadas y clasificadas fuera de línea por un ingeniero experto en fallas de carreteras. Para aumentar la velocidad y mejorar la repetitividad de la inspección se requiere un método capaz de detectar grietas de la superficie de la cinta asfáltica de forma automática. En este trabajo se propone un método invariante a la iluminación para detectar grietas en la superficie de la cinta asfáltica. En la primera etapa del método se mejora la imagen creando y extrayendo un patrón de iluminación. En la segunda etapa se aplica la transformada Wavelet, se calcula un umbral y se binariza la imagen. Finalmente se calculan dos parámetros de forma: la excentricidad y el grado. Un objeto con valor de excentricidad cercano a 1 y grado cercano a 0, se considera una grieta. En el presente trabajo se evaluó el método propuesto y una variación que consiste en aplicar la transformada Wavelet por ventanas. Se observó que los métodos evaluados son robustos ante la presencia de sobras y manchas, aún cuando la sensibilidad es menor para formas curvas y finas. Sin embargo, por el método de la transformada Wavelet por ventanas, las grietas se detectan automáticamente con una especificidad de 1mm de ancho, siendo ésta metodología la que proporciona un resultado más rápido.
URI : http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/16136
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