Введение. Для объективной оценки состояния автомобильных дорог и своевременного принятия мер по борьбе с возникающими деформациями должен происходить регулярный мониторинг дорожного покрытия. Классические методы обследования долгое время включали только визуальный осмотр, в то время как развивающиеся в дорожной одежде микротрещины могли быть долгое время незаметны и впоследствии привести к большим операционным издержкам при ремонтах. Актуальной задачей является разработка методики мониторинга состояния автомобильных дорог, позволяющей выявлять изменения геометрии дорожного покрытия, включая анализ микрорельефа.

Методы и материалы. В современной практике для подробной оценки состояния дорожного покрытия используется трехмерное представление поверхности в виде массива точек лазерных отражений, полученных методами наземного и мобильного лазерного сканирования. Отслеживать и оценивать изменения дорожного покрытия, в том числе деформации, можно путем сравнения разновременных облаков точек, полученных стереофотограмметрическим методом. При этом необходимо минимизировать влияние погрешности внешнего ориентирования разновременных облаков, с помощью их взаимного ориентирования. Использовался опытный образец, оснащенный полнокадровой цифровой камерой и геодезическим приемником ГНСС. Между съемками, выполненными двумя маршрутами с разницей примерно в час, изменения на асфальтном покрытии в течение указанного времени были смоделированы с помощью специальных макетов для выполнения мониторинга, чтобы в материалах съемок были отображены как реальные деформации покрытия, так и сымитированные изменения. Получены облака точек, каждое облако включало более 40 млн точек, для оптимизации процессов анализа они были прорежены до плотности 5 мм и обрезаны по границам исследуемого участка. Определение координат центров проекции снимков выполнялось в режиме RTK. Прореженные облака точек были импортированы в ПО Cloud Compare (ENST, Франция) для выполнения анализа.

Результаты. Для исследования были построены фотограмметрические модели съемок, облака точек которых наложены друг на друга по элементам внешнего ориентирования. Анализ показывает отклонения, по которым уравнивание результатов наложений облаков точек невозможно. С применением алгоритма ICP приведен повторный анализ облаков точек после взаимного ориентирования, стабильным контуром сдвигая второе облако относительно первого, макеты, расставленные после первой съемки, показали реальные изменения. Установлено, что точность построения облаков по исходным параметрам внешнего ориентирования снимков недостаточна, а после интеграции облако точек с помощью алгоритмов ICP очевидны инструменты улучшения отображения.

Обсуждение и заключение. Существуют фотограмметрические съёмочные системы, достаточно простые в обращении и довольно недорогостоящие, на примере представленной модели. Установлено, что если за исходные данные принять только координаты центров проекций, полученные методом ГНСС определений, то точность ориентирования облаков точек будет недостаточной именно для мониторинга за деформациями, но при этом система имеет простоту конструкции, а применив современные алгоритмы ICP, возможно выполнить взаимное ориентирование двух разных временных съёмок с получением миллиметровой точности деформационных изменений. По снимкам можно выявлять трещины дорожного покрытия в динамике и прогнозировать изменения дорожной одежды. Применение образца системы как довольно недорогостоящего, простого оборудования возможно для нужд городского хозяйства, а также для оценки деформаций на участках (прокола прохода коммуникации, падение снаряда на участок дороги), для принятия мер оперативного реагирования.