本發明涉及道路工程檢測，尤其涉及一種公路施工質量自動檢測方法及系統。
背景技術：
1、隨著交通基礎設施建設的快速發展，路面施工質量檢測對于確保道路使用壽命及行車安全至關重要，目前行業內主要采用車載探地雷達、高精工業相機及激光掃描儀等無損檢測設備替代傳統的鉆芯取樣法，通過獲取路面表觀紋理特征以及內部介電常數、壓實度等物理指標，實現對新建路面或養護路段工程質量的數字化評估與驗收。
2、現有技術通常將視覺檢測與雷達探測作為獨立的子系統分別運行，由于兩者的采集頻率不同且缺乏統一的高精度時空同步機制，導致路表圖像數據與路下雷達回波數據在空間坐標上難以實現嚴格的點對點映射，這種多源數據在時空維度上的割裂造成了信息孤島，使得檢測系統難以結合表觀病害與內部結構缺陷進行綜合關聯分析，無法滿足對路面質量進行精細化、全方位診斷的工程需求。
技術實現思路
1、為了彌補以上不足，本發明提供了一種公路施工質量自動檢測方法及系統，旨在改善現有技術通常將視覺檢測與雷達探測作為獨立的子系統分別運行，導致路表圖像數據與路下雷達回波數據在空間坐標上難以實現嚴格的點對點映射的問題。
2、第一方面，本發明提供了如下技術方案，一種公路施工質量自動檢測方法，包括以下步驟：
3、s1、利用移動檢測平臺搭載的視覺傳感器、雷達傳感器、定位裝置及施工數據接口，同步采集施工路段的路面圖像、雷達回波、地理坐標及環境施工狀態數據，形成多維原始檢測數據集；
4、s2、對所述多維原始檢測數據集進行去噪處理，并以所述地理坐標為基準，將所述路面圖像與所述雷達回波進行空間位置匹配，生成坐標統一的時空配準數據流；
5、s3、提取所述時空配準數據流中的圖像灰度分布特征與雷達信號強度特征，計算當前采集場景的干擾因子數值，并根據該干擾因子數值從預設的參數庫中匹配對應的檢測算法配置參數；
6、s4、調用路面特征提取算法及介質參數反演算法，按照所述檢測算法配置參數對所述時空配準數據流進行計算，得到包含裂縫類別、平整度數值及壓實度數值的路面物理指標集；
7、s5、將所述路面物理指標集中的數值分別與預存的施工質量標準閾值進行數值比對，根據比對結果確定各坐標點處的質量合格狀態及缺陷等級，生成質量評定結果數據；
8、s6、提取所述質量評定結果數據中判定為缺陷區域的地理坐標，以此為索引在所述多維原始檢測數據集中檢索對應的環境施工狀態數據，計算所述缺陷等級與所述環境施工狀態數據的數值相關性，生成缺陷成因關聯數據；
9、s7、將所述質量評定結果數據與所述缺陷成因關聯數據進行圖層疊加，生成包含缺陷分布圖譜及成因文字描述的可視化檢測報告。
10、優選的，s1中，所述形成多維原始檢測數據集具體包括以下步驟：
11、利用同步控制器按照預設的采樣頻率發送硬件觸發脈沖信號，同時驅動所述視覺傳感器進行曝光采集及所述雷達傳感器進行發射掃描；
12、獲取所述視覺傳感器輸出的路面圖像幀及所述雷達傳感器輸出的雷達波形數據，并分別記錄接收到所述硬件觸發脈沖信號時的系統時鐘時間；
13、讀取所述定位裝置輸出的gnss報文數據及所述施工數據接口輸出的所述環境施工狀態數據，并將讀取時刻與所述系統時鐘時間進行對齊；
14、為同一系統時鐘時間下的所述路面圖像幀、所述雷達波形數據、所述gnss報文數據及所述環境施工狀態數據添加唯一的幀索引標簽，按時序封裝為多維原始檢測數據集。
15、優選的，s2中，所述生成坐標統一的時空配準數據流具體包括以下步驟：
16、對所述雷達回波進行零漂去除及背景雜波抑制處理，利用卡爾曼濾波算法對所述地理坐標進行軌跡平滑處理，輸出去噪雷達數據及平滑軌跡數據；
17、利用高斯-克呂格投影法將所述平滑軌跡數據從大地坐標系轉換為工程平面坐標系，建立以里程樁號為縱軸、路面橫向偏移量為橫軸的局部參考坐標系；
18、讀取預存的傳感器相對位置標定參數，基于所述局部參考坐標系，通過剛體變換矩陣計算所述路面圖像中各像素點及所述雷達回波中各掃描道對應的平面投影坐標；
19、以所述平面投影坐標為對齊基準，采用最鄰近插值法將所述去噪雷達數據映射至所述路面圖像的空間分辨率網格中，生成像素級對齊的時空配準數據流。
20、優選的，s3中，所述根據該干擾因子數值從預設的參數庫中匹配對應的檢測算法配置參數具體包括以下步驟：
21、計算所述路面圖像的全局亮度均值及局部紋理熵值，作為視覺干擾因子；同時計算所述雷達回波的信噪比數值及介電常數離散度，作為雷達干擾因子；
22、構建包含多個預置區間的干擾等級查找表，將所述視覺干擾因子及所述雷達干擾因子分別映射至對應的視覺干擾等級及雷達干擾等級；
23、基于所述視覺干擾等級，從所述參數庫中查詢對應的圖像分割閾值及邊緣檢測算子類型；基于所述雷達干擾等級，查詢對應的雷達波增益系數及濾波窗口大小；
24、將查詢所得的圖像分割閾值、邊緣檢測算子類型、雷達波增益系數及濾波窗口大小組合打包，輸出為檢測算法配置參數。
25、優選的，s4中，所述按照所述檢測算法配置參數對所述時空配準數據流進行計算具體包括以下步驟：
26、依據所述檢測算法配置參數中的圖像分割閾值，對所述時空配準數據流中的路面圖像進行二值化分割及形態學閉運算，提取連通域特征并計算所述連通域特征的長寬比及面積，識別出包含裂縫、坑槽及離析的缺陷區域，生成表觀缺陷指標；
27、依據所述檢測算法配置參數中的雷達波增益系數，對所述時空配準數據流中的雷達回波進行振幅增強處理，并利用時域有限差分法反演路面內部介電常數矩陣；
28、基于所述路面內部介電常數矩陣，計算各深度層級的波速分布，進而解算路面結構層厚度及壓實度分布數值，生成內部結構指標；
29、依據所述檢測算法配置參數中的邊緣檢測算子類型，識別路面圖像中的車道線及路緣特征，結合定位數據計算路面縱向起伏特征，生成國際平整度指數；
30、將所述表觀缺陷指標、所述內部結構指標及所述國際平整度指數進行數據結構化合并，輸出路面物理指標集。
31、優選的，s5中，所述根據比對結果確定各坐標點處的質量合格狀態及缺陷等級具體包括以下步驟：
32、預設包含多個嚴重程度等級的施工質量標準閾值表，所述閾值表分別定義了裂縫寬度、壓實度偏差值及平整度指數的輕度缺陷區間、中度缺陷區間及重度缺陷區間；
33、遍歷所述路面物理指標集中的各采樣坐標點，將其裂縫類別、平整度數值及壓實度數值分別映射至所述閾值表中，獲取各單項指標的初始缺陷等級；
34、檢索各單項指標對應的工程權重系數，計算各采樣坐標點的綜合質量加權評分；
35、若滿足綜合質量加權評分超過預設評分閾值，或任一單項指標落入重度缺陷區間其中任一條件，則判定該坐標點為不合格狀態，并標記該坐標點最高的單項缺陷等級為最終缺陷等級；
36、將所有坐標點的判定結果按里程順序排列，生成包含樁號、不合格狀態標記及最終缺陷等級的質量評定結果數據。
37、優選的，s6中，所述生成缺陷成因關聯數據具體包括以下步驟：
38、解析所述質量評定結果數據，篩選出標記為不合格狀態的所有缺陷坐標點，構建缺陷點時空索引列表；
39、依據所述缺陷點時空索引列表，從所述多維原始檢測數據集中提取對應時間窗口及空間位置的所述環境施工狀態數據，所述環境施工狀態數據至少包括攤鋪溫度、攤鋪速度、環境濕度及碾壓遍數；
40、針對缺陷類型，構建對應的特征向量，利用皮爾遜相關系數公式計算所述特征向量與提取的各項環境施工狀態數據之間的相關性數值；
41、選取相關性數值超過預設顯著性水平閾值的環境施工狀態數據項，將其標記為主要誘因，并結合相關性數值生成成因概率權重；
42、將所述主要誘因及其成因概率權重封裝為鍵值對結構，關聯至對應的缺陷坐標點，生成缺陷成因關聯數據。
43、第二方面，本發明提供以下技術方案，一種公路施工質量自動檢測系統，所述系統包括：
44、多維數據采集模塊，配置為驅動移動檢測平臺搭載的視覺傳感器、雷達傳感器、定位裝置及施工數據接口同步采集施工路段的路面圖像、雷達回波、地理坐標及環境施工狀態數據，形成多維原始檢測數據集；
45、數據預處理與配準模塊，配置為對所述多維原始檢測數據集進行去噪處理，并以所述地理坐標為基準，將所述路面圖像與所述雷達回波進行空間位置匹配，生成坐標統一的時空配準數據流；
46、自適應參數配置模塊，配置為提取所述時空配準數據流中的圖像灰度分布特征與雷達信號強度特征，計算當前采集場景的干擾因子數值，并根據該干擾因子數值從預設的參數庫中匹配對應的檢測算法配置參數；
47、多源特征計算模塊，配置為調用路面特征提取算法及介質參數反演算法，按照所述檢測算法配置參數對所述時空配準數據流進行計算，得到包含裂縫類別、平整度數值及壓實度數值的路面物理指標集；
48、質量智能評定模塊，配置為將所述路面物理指標集中的數值分別與預存的施工質量標準閾值進行數值比對，根據比對結果確定各坐標點處的質量合格狀態及缺陷等級，生成質量評定結果數據；
49、缺陷成因診斷模塊，配置為提取所述質量評定結果數據中判定為缺陷區域的地理坐標，以此為索引在所述多維原始檢測數據集中檢索對應的環境施工狀態數據，計算所述缺陷等級與所述環境施工狀態數據的數值相關性，生成缺陷成因關聯數據；
50、可視化報告生成模塊，配置為將所述質量評定結果數據與所述缺陷成因關聯數據進行圖層疊加，生成包含缺陷分布圖譜及成因文字描述的可視化檢測報告。
51、本發明具有如下有益效果：
52、1、本發明中，通過構建基于定位軌跡的局部參考坐標系及多源數據時空配準機制，實現了路表視覺圖像與路下雷達回波在亞米級精度上的點對點嚴格對齊，有效解決了傳統單一傳感器檢測信息孤立的問題，從而能夠在一個檢測流程中同時獲取路面表觀紋理與內部密實度的綜合物理指標，顯著提升了路面施工質量檢測的全面性與空間定位準確度。
53、2、本發明中，采用基于環境干擾因子的自適應算法配置策略，能夠根據實時計算的光照強度及電磁信噪比動態調整圖像分割閾值與雷達增益系數，有效克服了光照劇烈變化或地質環境復雜帶來的信號失真問題，確保了系統在不同施工現場環境下均能保持穩定的特征提取能力與檢測精度。
54、3、本發明中，建立了質量缺陷與施工環境狀態數據的統計學關聯模型，通過反向挖掘缺陷坐標處的攤鋪溫度及碾壓工藝數據，能夠自動識別導致質量不合格的具體施工誘因并量化其權重，實現了從單純的質量結果判定向施工工藝溯源的跨越，為后續的施工參數優化提供了客觀的數據支撐。