[發明專利]路面線激光車轍檢測與識別方法及處理系統

有效

• 申請號: 201410102675.7
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103886594A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 洪漢玉;章秀華;洪梓銘;李良成;荊根強
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅;唐萬榮

技術領域

本發明涉及圖像處理，尤其涉及一種路面線激光車轍檢測與識別方法及處理系統。?

背景技術

近年來，隨著我國交通運輸業的發展，特別是高速公路的建設獲得了較快的發展，高速公路的里程和重型車數量都在快速增加，隨之引起的路面輪廓變形成為一個日益突出的問題，對車轍變形的分析是評價路面使用性能的重要組成部分和進行公路科學養護的基礎。車轍是路面經過汽車輪胎反復行駛碾壓產生流動變形、磨損、沉陷后，在車行道行車軌跡上產生的縱向帶狀輒槽，是路面永久性變形，由輪跡的凹陷及兩側的隆起組成。?

車轍不僅僅是高速公路路面的主要病害之一，還是高等級公路進一步損壞的誘因，如果對路面車轍不及時修補，就可能造成路面的擁包、松散、塊裂和龜裂等。車轍主要有四方面危害，一是對路面平整度造成一定影響，使行車舒適性明顯降低；二是減薄了輪跡位置的瀝青層厚度，對瀝青層及整體路面結構強度進行削弱，易于導致各種病害的發生；三是雨天路面排水不夠通暢，會使路面抗滑性能降低，以至于因車轍積水造成車輛發生漂滑，車轍內的水在冬季凝結成冰降低路面抗滑能力，使高速行車安全受到嚴重影響；四是車輛超車或改變方向時容易發生失控，使車輛操縱的穩定性受到影響。因此，路面車轍是高速公路養護中的一項十分重要的檢測任務和質量評價指標。?

高速公路建設的飛速發展，對路面車轍檢測手段提出了更高的要求，而計算機技術的發展也為較好的進行自動檢測提供了重要手段。車轍自動檢測技術和設備朝著快速、實時化，高精度、高穩定性，經濟性、人性化多功能、集成化，智能化、標準化、可視化的方向發展。?

將激光器以線陣排列的方式安裝在檢測車上，在檢測車以正常速度行駛時，對路面圖像進行采集與存儲，獲取激光線路面圖像。然后采用現代數字圖像處理方法對激光線圖像進行檢測與識別，提取車轍激光線上的系列象素點，進而分析路面車轍的深度分布特征。該技術已廣泛應用于高速公路路面車轍的檢測過程中。如圖1所示，為瀝青路面常見車轍激光線圖像，從圖像上看，表征車轍的激光曲線在圖像上呈略亮于路面背景的線狀特征，穿越車道線時，會因強反光而出現高亮變化。曲線隨著車轍形態的變化而發生彎曲變形，變形量與路面車轍深度有一定的數學模型關系。?

路面車轍激光線圖像的采集與存儲方法已成熟?，F在面臨的主要問題是圖像數據的處理，面對龐大（數以億級）的圖像數據量，車轍激光線提取算法的可靠性、準確性以及速度和效率是至關重要的，這已成為路面車轍檢測的技術瓶頸。?

現有的激光線檢測與識別方法包括：采用線激光投射路面，攝像機拍攝路面獲得圖像。進行路面激光線圖像處理的步驟為：首先進行灰度校正，以原圖中一塊最暗的80%的象素作為背景象素，并將這些象素的平均灰度值作為圖像塊的背景灰度值，用原圖減去背景圖，得到校正結果圖。再采用分割方法在原圖中提取最接近最大灰度值的目標象素，并對提取的象素點進行直線擬合，然后截取一個較小的確定為目標的區域。其中分割閾值設為平均灰度值的一個固定的倍數。最后對分割圖像進行細化處理，以便得到寬度為單象素的激光車轍線圖像。?

現有技術中也有采用與上面相同的方法獲取路面激光線圖像，使用最小誤差法選取圖像分割閾值，然后消除干擾噪聲，利用B樣條擬合重心法對保留下來的象素進行細化處理，得到確認的激光線目標象素。?

上述方法步驟中，對圖像進行閾值分割采用的分割方法需要進行人工干預，同時設定較多的人工閾值，采集的路面圖像中存在較多的斑馬線、車道線等高灰度象素，采用這樣的分割方法容易給圖像的分割結果帶來不穩定的結果，可能把較亮的背景分割成目標，同時也可能把較暗的目標分割為背景。還有方法對提取出的目標象素進行細化或擬合，得到激光線圖像。經過細化或曲?線擬合處理后所得到的象素點不一定是真實的車轍激光線目標象素，有時出現偏差，這就使得檢測的車轍精度出現較大程度的誤差，直接影響車轍深度的計算，進而影響路面質量的最終評價。?

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中對路面車轍激光線圖像處理后得到的車轍精度不夠，且處理系統的魯棒性不強的缺陷，提供一種能自動、實時、精確地提取車轍激光線，且處理系統具備很強的魯棒性的路面線激光車轍檢測與識別方法及處理系統。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：?

提供一種路面線激光車轍檢測與識別方法，包括以下步驟：?

S1、采集路面車轍激光線圖像；?

S2、對采集的路面車轍激光線圖像進行歸一化處理，使整幅圖像的灰度值在0-255之間；?