[發明專利]基于二維圖像和深度信息的路面信息提取裝置及使用該裝置實現路面裂紋信息的檢測方法

有效

• 申請號: 201210213385.0
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102706880A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 劉宛予;黃建平
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01B11/00;G01B11/02;G01B11/28
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

1.基于二維圖像和深度信息的路面信息提取裝置，其特征在于，所述裝置包括路面深度信息采集組件（3）、二維圖像采集組件（4）和觸發控制模塊（5）；路面深度信息采集組件（3）固定在車體底部，路面深度信息采集組件（3）由結構光激光器（3-2）和面陣相機（3-1）組成，結構光激光器（3-2）發出的結構光條投射到路面上，二維圖像采集組件（4）采用線陣相機（4-1）實現，觸發控制模塊（5）用于采集車輛行駛的速度信息，并根據所述速度信息輸出觸發信號同時給面陣相機（3-1）和線陣相機（4-1），面陣相機（3-1）用于在觸發信號的控制下采集結構光激光器（3-2）在路面上的投影區域的光條圖像信息；二維圖像采集組件（4）固定在車體底部，與三維結構光組件并排排列，所述線陣相機（4-1）與結構光激光器（3-2）固定在一起，用于在觸發信號的控制下采集結構光激光器（3-2）在路面上的投影區域的圖像信息。

2.根據權利要求1所述的基于二維圖像和深度信息的路面信息提取裝置，其特征在于，所述結構光激光器（3-2）的激光投射區域覆蓋線陣相機（4-1）的圖像采集區域。

3.根據權利要求1所述的基于二維圖像和深度信息的路面信息提取裝置，其特征在于，線陣相機（4-1）的線狀成像區域與結構光激光器（3-2）的線狀光條平行。

4.根據權利要求1所述的基于二維圖像和深度信息的路面信息提取裝置，其特征在于，所述的路面信息提取裝置中還包括圖像采集組件（2），該圖像采集組件（2）用于采集路面深度信息采集組件（3）和二維圖像采集組件（4）采集的信息，并將采集的信息通過串行端口或者并行端口發送給外部的數據存儲或處理系統。

5.根據權利要求1所述的基于二維圖像和深度信息的路面信息提取裝置，其特征在于，所述的二維圖像采集組件（4）中還包括照明光源（4-2），所述照明光源（4-2）用于為線陣相機（4-1）的圖像采集區域提供照明。

6.根據權利要求1、2、3、4或5所述的基于二維圖像和深度信息的路面信息提取裝置，其特征在于，所述路面深度信息采集組件（3）中還包括多個結構光激光器（3-2），所述多個結構光激光器（3-2）發出的結構光在路面上的投影相互交錯光線圖案。

7.根據權利要求5所述的基于二維圖像和深度信息的路面信息提取裝置，其特征在于，所述的照明光源（4-2）為單色光源或線激光器。

8.使用權利要求書1所述的基于二維圖像和深度信息的路面信息提取裝置實現路面裂縫檢測的方法，其特征在于，所述方法為：

使裝設有上述路面信息提取裝置的車在待檢測的路段上行駛，在行駛的過程中，開始路面裂縫檢測，具體過程為：

步驟一：線結構光激光器（3-2）發出的線光條投射到待檢測路面6上形成光條圖案；

該光條圖案由面陣相機（3-1）采集，從而獲取路面光條圖像，根據面陣相機二維圖像坐標系和世界三維坐標系之間的關系，結合該路面光條圖像計算出路面光條位置的三維信息，從而獲得路面深度輪廓信息；

步驟二：車體在行進過程中，觸發控制模塊采集車輛信息的速度信息，根據車輛的行駛速度，輸出觸發脈沖給面陣相機（3-1）和線陣相機（4-1）；面陣相機（3-1）每接到一個觸發脈沖啟動一次拍攝，線陣相機（4-1）每接到一個觸發脈沖啟動一次拍攝；

觸發控制模塊輸出給面陣相機（3-1）和線陣相機（4-1）的觸發脈沖的頻率不同，發給線陣相機（4-1）的脈沖的頻率是發給面陣相機（3-1）的n倍，其中n為面陣相機在車輛行駛方向的維度的像素行數；

線陣相機（4-1）逐行掃描，隨著車體的行進，獲得連續的路面二維圖像；

步驟三：對步驟一中獲得的路面深度信息和路面二維圖像信息，輸入處理系統2的模式識別決策器中，采用數據融合算法如模糊理論、粗糙集理論、貝葉斯準則、D-S證據理論及相應的結合算法等進行路面裂縫的識別判斷，獲得待檢測的路段的路面裂縫信息。