[发明专利]基于相机与线激光器的路面裂缝识别方法

摘要

本发明属于路面裂缝识别技术领域，公开了一种基于相机与线激光器的路面裂缝识别方法，使用基于相机与线激光器的路面裂缝识别装置，该识别方法包括以下步骤激光发射、触发信号产生、路面图像数据采集、条状光亮带提取、直线拟合、光亮带曲线阵生成、裂缝点识别及计算裂缝长度、宽度和深度。本发明能够快速高效的对路面裂缝进行检测，具有识别速度快、自动化高、检测准确率高的特点。

主权项

基于相机与线激光器的路面裂缝识别方法，使用基于相机与线激光器的路面裂缝识别装置，所述基于相机与线激光器的路面裂缝识别装置包括：脉冲计数器(4)、工控机(5)、车辆(7)、固定安装在车辆(7)的车头中心处的线激光器(2)、从车辆(7)的车头顶部中心处向前延伸出的平板(8)；所述平板(8)的一端固定在车辆(7)的车头顶部中心处，所述平板(8)的另一端的下方固定有面阵相机(1)；所述线激光器(2)的激光头朝向地面，所述线激光器(2)的激光头与水平面的夹角在40度至80度之间，所述面阵相机(1)的镜头垂直朝向地面；所述车辆(7)的后轮转轴上同轴套接有增量式旋转编码器(3)；所述增量式旋转编码器(3)电连接脉冲计数器(4)的输入端，所述脉冲计数器的输出端电连接有PCI卡；所述PCI卡插接在工控机(5)的PCI卡槽中；所述面阵相机(1)通过Camera Link线与PCI卡连接；其特征在于，所述基于相机与线激光器的路面裂缝识别方法，包括以下步骤：面阵相机帧速设置：将面阵相机帧速设置为预设帧速；激光发射：驾驶车辆在路面上匀速行驶，线激光器朝向路面发射激光，此时，在路面上形成条状光亮带；触发信号产生：在车辆行驶的过程中，增量式旋转编码器发送脉冲信号至脉冲计数器，脉冲计数器对脉冲信号进行计数；脉冲计数器模块每隔N个脉冲信号数就向PCI卡发送一次触发信号，N为大于0的自然数；路面图像数据采集：PCI卡收到触发信号后，向面阵相机发送控制信号，控制面阵相机对路面进行实时拍摄；面阵相机将拍摄形成的路面图像数据通过PCI卡发送至工控机中；条状光亮带提取：当车辆停止行驶后，在工控机中，对存储的所有路面图像数据分别进行坐标转换，使所有路面图像数据从相机坐标系转换至三维世界坐标系，对坐标转换后的所有路面图像数据分别进行图像平滑处理；对进行图像平滑处理之后的所有路面图像数据分别进行二值化处理；在二值化处理后的每幅路面图像数据中，提取出条状光亮带中心线的路面图像数据；直线拟合：对提取出的所有条状光亮带中心线的路面图像数据，分别采用最小二乘法进行直线拟合，得到多条直线；将每条直线进行平移变换和旋转变换，使每条直线位于XOY平面上，并且使这些直线之间的排列顺序与对应的路面图像数据的采集顺序保持一致；分别计算出每条直线的平移量和旋转量；光亮带曲线阵生成：根据每条直线的平移量和旋转量，将未进行直线拟合的所有条状光亮带中心线的路面图像数据，进行对应的平移和旋转，得到多条曲线；按照曲线的排列顺序依次选取曲线，每选取M条曲线，便将所述M条曲线记为一个曲线阵，M为大于500的自然数；裂缝点识别：对每个曲线阵分别进行曲面拟合，得到拟合曲面；计算曲线阵中每个未进行拟合的路面图像数据点与对应拟合曲面之间的最短距离，如果所述最短距离大于设定值，则将对应的图像数据点识别为裂缝点；计算裂缝长度、宽度和深度：对所有识别出裂缝点进行聚类处理，得到若干个最小包络长方体，最小包络长方体的个数即为路面裂缝的条数，每个最小包络长方体的长度即为对应路面裂缝的长度，每个最小包络长方体的宽度即为对应路面裂缝的宽度，每个最小包络长方体的高度即为对应路面裂缝的深度。