[發明專利]線激光器照明條件下雙線陣相機采集的路面圖像拼接及勻化方法

有效

• 申請號: 201310751265.0
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103714343A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 呂建勇;唐振民;張濤
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06K9/60
• 分類號: G06K9/60;G06K9/62
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明涉及線激光器照明條件下圖像采集領域，是一種雙相機采集圖像拼接方法和線激光器照明條件下圖像勻化方法，特別是道路路面圖像勻化方法，尤其廣泛應用于高速公路、省級公路、市政道路等各種路面病害檢測領域。

背景技術

隨著我國公路里程的增加，配套的公路養護管理也成為一項復雜的系統工程,特別是高速公路的養護任務,已經成為確保其正常運行的關鍵因素之一；若能在路面病害形成的早期就發現并修護它,則路面的養護成本將大大降低，也為安全行車提供了可靠的保障；如何在不影響正常交通秩序的情況下,安全、快速地對整段路面做全面巡查并定位到路面病害區，為編制道路養護和管理計劃提供依據，成為一個亟待解決的難題。

以往常用的檢測方法是采用人工視覺觀察，效率低下，影響交通，危險性高，且檢測結果存在較大的主觀差異，準確性也不高，目前隨著路網的擴大人工方式已無法滿足要求；因此，基于數字圖像的路面病害自動檢測方法被廣泛研究并用以克服以上缺陷，一系列智能化、高效率的道路檢測設備使得大規模、快速、準確地獲取道路信息成為可能，檢測設備一般由專有車輛和車載傳感器構成，軟件上一般由路面圖像采集模塊和后期病害識別處理模塊組成，能夠在不影響正常交通的情況下，完成對道路的檢測，及時準確地掌握道路狀況，為合理地制定養護措施提供了重要依據。

路面圖像采集是后期病害識別處理的前提，采集圖像的質量也直接影響識別的精度和效果；目前路面圖像采集一般采用線激光照明的雙線陣相機方式，因為標準車道寬度是3.75m，要求一次檢測能覆蓋整個車道，采用雙相機方式可以減少圖像的形變，提高檢測病害精度，而一般兩臺線陣相機的掃描線很難精確地重合，因此掃描圖像直接拼接將導致左右圖像有錯位感，并且一般中間還有一定的重合圖像，如何快速自動完成兩張圖像的自動配準、精確地進行拼接是需要解決的問題之一；另外，由于目前線激光具有不均勻性（與自然光相比），以至于相機拍攝的圖像有大量明暗條紋，導致圖像視覺效果很差，也將嚴重影響后期的病害識別，如何有效消除這種明暗條紋是另一個需要解決的問題。因此，有必要設計有針對性的方法對采集到的原始圖像進行拼接和勻化，并且需要滿足邊采集邊拼接和勻化的實時性要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙相機采集圖像的自動配準、精確地進行拼接的方法；

本發明的另一目的在于提供一種實時的有效的檢測車道線及行車標記的方法；

本發明的還有一目的在于提供一種實時的有效的線激光器照明條件下采集圖像的勻化方法；

本發明的最后一目的在于提供一種線激光器照明條件下雙線陣相機采集的路面圖像拼接及勻化的完整方案。

本發明的技術解決方案為：一種線激光器照明條件下雙線陣相機采集的路面圖像勻化方法，步驟如下：

第一步，在車尾安裝雙線掃描相機和線激光器

將雙線掃描相機和線激光器安裝在檢測車尾部頂端，兩者保持同一水平高度，與地面成垂直角度，并且使得兩相機拍攝的圖像有一部分重合；

第二步，標定圖像

（1）采集特征圖像：在道路中間放置有紋理的標志物，由安裝在檢測車上的里程傳感器同步觸發相機拍攝有此標志物的路面圖像，并使得左右兩路圖像都包含此標志物；

（2）特征點匹配：對于左右兩路都有標志物的路面圖像，分別采用PCA-SIFT算法尋找兩路圖像中標志物的匹配點，并進行配準，保存配準信息；

第三步，訓練樣本，訓練分類器以在后續實時檢測時檢測出車道線及行車標記，步驟如下：

（1）拍攝訓練樣本，通過雙線掃描相機拍攝一系列路面圖像作為訓練樣本，訓練樣本中需包含有車道線、無車道線、有行車標記、無行車標記、有車道線且有行車標記、無車道線且無行車標記的路面圖像；

（2）特征提取，將訓練樣本提取Haar-like特征，每個Haar-like特征由2或3個矩形組成，這些特征由如下公式計算：