[发明专利]一种基于深度图像的路面检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于深度图像的路面检测系统，属于路面信息检测技术领域。

背景技术

路面质量对行车舒适性、安全性、经济性以及公路使用周期有重要的影响。路面的管理养护离不开路面信息的检测。路面信息检测包括不平度检测、破损检测等。

目前，路面不平度检测装置主要有响应类和断面类两类。响应类路面平整度检测设备仪器结构一般较简单，价格低廉，但无法直接获取路面纵断面曲线形状，其检测值不具有时间稳定性，且需经常进行标定。断面类路面平整度检测设备可直接获取路面纵断面曲线形状，但断面类路面平整度检测设备仪器结构复杂，价格昂贵，而且多是离散的检测，即取沿纵向的几个断面值来衡量整条路的平整度值高低，反映的只是以一个近似值。此外，目前的不平度检测装置大多只能测量不平度；或者把多个测量系统集成到一起，以同时测量其他公路路面信息如破损、车辙等。但是各系统之间的信息不共享，存在资源浪费、效率低下的问题。

破损检测系统多基于CCD摄像机所获取的图像，对外界的光照条件如光照强度，光源方位和遮挡情况等的依赖程度极大，路面图像会存在大量光照不均和阴影，增加了破损检测难度。同时，道路标线等因素会对检测产生一定影响。此外，摄像机在将三维场景通过成像系统转变为二维图像的过程中深度信息即距离值被丢失。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种基于深度图像的路面检测系统，通过路面深度图像获取路面不平度、破损等信息。本系统操作简单，使用维护方便，不仅可以节省时间与资金，还可以为人们提供形象化的路面信息。

技术方案：一种基于深度图像的路面检测系统，包括计算机、分析处理模块、kinect传感器、逆变器和承载车。kinect传感器、计算机、逆变器、安装在承载车上，逆变器为计算机和传感器提供电源。

所述kinect传感器与计算机USB连接，kinect传感器进行路面深度图像采集，并将获取的路面深度图像数据，按一定速率传送给计算机；计算机调用分析处理模块，对得到的路面深度图像数据进行分析处理，获取不平度、破损信息，并显示保存。

所述分析处理模块对路面深度图像数据进行预处理，采用改进的双边滤波法及多图像平均的方法进行滤波，减少因噪声带来的影响；获取路面纵断面曲线形状及功率谱密度等不平度信息；通过图像分割、分类识别等获取路面破损类型及损坏程度等信息；通过三维重建，模拟路面的三维轮廓；将原始数据及分析结果加以显示和保存。

采用改进的双边滤波法及多图像平均的方法进行滤波的详细内容如下：

根据kinect噪声的特点，该检测系统采用一种改进的双边滤波器对路面深度图像进行滤波，在抑制噪声的同时较好的保护图像细节。

设获取的路面深度图像g(x,y)，经双边滤波后的图像为W(x,y)为滤器的权系数，则滤波器的滤波过程可表示为：