[发明专利]激光道路错台检测系统和方法

权利要求书

1.一种激光道路错台检测系统，其被安装于道路检测车辆上，用来在道路检测车辆行进的过程中检测道路纵面错台的位置和高度，

所述激光道路错台检测系统包括图像采集模块与数据分析模块，

所述图像采集模块包括用来对道路纵面进行图像采集的传感器、以及用来存储所采集的图像的采集服务器，其中，所述传感器包括摄像机和激光器，所述激光器用来向路面照射激光线，所述激光线沿着道路纵向方向延伸，摄像机用来沿固定方向拍摄包含所述激光线的道路纵断面图像，

所述数据分析模块用来读取在所述采集服务器中存储的所采集的图像，识别所述激光线在所采集的道路纵面图像中的位置，并将所识别的位置转换为道路纵面高度数据，最终根据道路纵面高度数据检测是否出现错台。

2.根据权利要求1所述的激光道路错台检测系统，其中，

所述激光器为红外线激光器或其他颜色的线光源；所述摄像机为面阵相机或红外相机、3D相机；所述激光器和所述摄像机被安装在所述道路检测车辆的尾部。

其中，所述摄像机的镜头与所述激光器的发光头的离地高度介于300mm～1000mm之间。

3.根据权利要求1所述的激光道路错台检测系统，其中，

所述数据分析模块包括：激光线识别部件，用于识别激光线在所采集的图像中的像素坐标；像方-物方坐标转换部件，用来将经过识别后的像素坐标转换为激光线在路面上的高度数据；错台特征识别部件，用来从所述高度数据中识别出错台的出现位置和高度。

4.根据权利要求3所述的激光道路错台检测系统，其中，所述数据分析模块还包括数据滤波处理部件，用来通过数字滤波来消除在图像数据采集中的噪声。

5.根据权利要求3所述的激光道路错台检测系统，其中，所述像方-物方坐标转换部件根据预先标定的像方-物方坐标转换关系，将识别出来的一系列激光点的像方坐标转换为物方坐标，其中，像方坐标表示像素点在所采集的图像中的位置信息，物方坐标表示所采集的图像中的每个像素点所代表的高度值。

6.根据权利要求4所述的激光道路错台检测系统，其中，所述数据滤波处理部件对转换后的道路纵面高度数据进行滤波操作，消除因外界强光、其他红外线、路面异物等引起的噪声。

7.根据权利要求3所述的激光道路错台检测系统，其中，所述道路纵面高度数据包括所述道路纵断面的各个点的高度，所述错台特征识别部件计算各个相邻点的高度之间的差，在所述差的最大值大于预定阈值的情况下，判断出现错台，并记录所述差的最大值出现的点的位置、以及所述差的最大值。

8.根据权利要求3所述的激光道路错台检测系统，其中，所述激光线识别部件用来通过以下操作来识别激光线在所采集的图像中的位置：

选取所采集的图像的第一行像素灰度值的平均值加上一个固定值作为阈值；

将所采集的图像的所有像素列之中的灰度值大于所述阈值的像素记录为亮点，并记录其位置与灰度值；

选择灰度值大于所述阈值的像素最多的一行中灰度值最大的点作为该列的识别点，并作为识别起点；

从此识别起点起，逐列向前和向后进行遍历，选择与之前列的识别点距离最近的亮点，作为该列的识别点。

9.根据权利要求8所述的激光道路错台检测系统，其中，所述数据分析模块部件还用来：

在确定了所有识别点之后，对所采集的图像进行曲线线性拟合，得出线性方程y=kx+b中的k、b值，其中，x、y分别为识别点的横纵坐标值，然后根据k、b值对所采集的图像进行旋转，得到水平化的图像，旋转所使用的公式如下：

y’=y-kx，

其中y’为旋转后的识别点的纵坐标值。

10.一种用于权利要求1所述激光道路错台检测系统的激光道路错台检测方法，包括以下步骤：

S1，所述图像采集模块对道路纵面进行图像采集，并将所采集的道路纵面图像存储在所述采集服务器；

S2，所述数据分析模块从所述采集服务器读取所采集的道路纵面图像，根据所述激光线在所采集的道路纵面图像中的位置而得到道路纵面高度数据；

S3，所述数据分析模块计算道路纵面高度数据中的最大高度值和最小高度值之间的差，在所述差的最大值大于预定阈值的情况下，判断出现错台，并记录所述差的最大值出现的点的位置、以及所述差的最大值。