[发明专利]线激光器照明条件下双线阵相机采集的路面图像拼接及匀化方法

说明书

技术领域

本发明涉及线激光器照明条件下图像采集领域，是一种双相机采集图像拼接方法和线激光器照明条件下图像匀化方法，特别是道路路面图像匀化方法，尤其广泛应用于高速公路、省级公路、市政道路等各种路面病害检测领域。

背景技术

随着我国公路里程的增加，配套的公路养护管理也成为一项复杂的系统工程,特别是高速公路的养护任务,已经成为确保其正常运行的关键因素之一；若能在路面病害形成的早期就发现并修护它,则路面的养护成本将大大降低，也为安全行车提供了可靠的保障；如何在不影响正常交通秩序的情况下,安全、快速地对整段路面做全面巡查并定位到路面病害区，为编制道路养护和管理计划提供依据，成为一个亟待解决的难题。

以往常用的检测方法是采用人工视觉观察，效率低下，影响交通，危险性高，且检测结果存在较大的主观差异，准确性也不高，目前随着路网的扩大人工方式已无法满足要求；因此，基于数字图像的路面病害自动检测方法被广泛研究并用以克服以上缺陷，一系列智能化、高效率的道路检测设备使得大规模、快速、准确地获取道路信息成为可能，检测设备一般由专有车辆和车载传感器构成，软件上一般由路面图像采集模块和后期病害识别处理模块组成，能够在不影响正常交通的情况下，完成对道路的检测，及时准确地掌握道路状况，为合理地制定养护措施提供了重要依据。

路面图像采集是后期病害识别处理的前提，采集图像的质量也直接影响识别的精度和效果；目前路面图像采集一般采用线激光照明的双线阵相机方式，因为标准车道宽度是3.75m，要求一次检测能覆盖整个车道，采用双相机方式可以减少图像的形变，提高检测病害精度，而一般两台线阵相机的扫描线很难精确地重合，因此扫描图像直接拼接将导致左右图像有错位感，并且一般中间还有一定的重合图像，如何快速自动完成两张图像的自动配准、精确地进行拼接是需要解决的问题之一；另外，由于目前线激光具有不均匀性（与自然光相比），以至于相机拍摄的图像有大量明暗条纹，导致图像视觉效果很差，也将严重影响后期的病害识别，如何有效消除这种明暗条纹是另一个需要解决的问题。因此，有必要设计有针对性的方法对采集到的原始图像进行拼接和匀化，并且需要满足边采集边拼接和匀化的实时性要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双相机采集图像的自动配准、精确地进行拼接的方法；

本发明的另一目的在于提供一种实时的有效的检测车道线及行车标记的方法；

本发明的还有一目的在于提供一种实时的有效的线激光器照明条件下采集图像的匀化方法；

本发明的最后一目的在于提供一种线激光器照明条件下双线阵相机采集的路面图像拼接及匀化的完整方案。

本发明的技术解决方案为：一种线激光器照明条件下双线阵相机采集的路面图像匀化方法，步骤如下：

第一步，在车尾安装双线扫描相机和线激光器

将双线扫描相机和线激光器安装在检测车尾部顶端，两者保持同一水平高度，与地面成垂直角度，并且使得两相机拍摄的图像有一部分重合；

第二步，标定图像

（1）采集特征图像：在道路中间放置有纹理的标志物，由安装在检测车上的里程传感器同步触发相机拍摄有此标志物的路面图像，并使得左右两路图像都包含此标志物；

（2）特征点匹配：对于左右两路都有标志物的路面图像，分别采用PCA-SIFT算法寻找两路图像中标志物的匹配点，并进行配准，保存配准信息；

第三步，训练样本，训练分类器以在后续实时检测时检测出车道线及行车标记，步骤如下：

（1）拍摄训练样本，通过双线扫描相机拍摄一系列路面图像作为训练样本，训练样本中需包含有车道线、无车道线、有行车标记、无行车标记、有车道线且有行车标记、无车道线且无行车标记的路面图像；

（2）特征提取，将训练样本提取Haar-like特征，每个Haar-like特征由2或3个矩形组成，这些特征由如下公式计算：