[發明專利]基于圖像處理的車載式路面破損自動識別裝置及使用方法

在審

• 申請號: 201510487276.1
• 申請日: 2015-08-11
• 公開（公告）號: CN105067633A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 林俊;姜小磊;占勁松;張換水;任康;秦小明;韓毅
• 申請（專利權）人: 江西省公路工程檢測中心
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于圖像處理的車載式路面破損自動識別裝置，其特征在于，包括圖像采集模塊、數據處理模塊、電源模塊和GPS信號收發裝置,所述的圖像采集模塊包括線陣相機、觸發線陣相機拍照的旋轉編碼器、為線陣相機提供光源的LED照明單元、控制線陣相機拍攝參數和LED照明單元光照強度的設備控制臺，所述的線陣相機設置在檢測車的尾部，包括拍攝方向平行且采用俯攝的第一線陣相機和第二線陣相機，所述的旋轉編碼器安裝在車輪輪轂軸線外沿；所述的數據處理模塊包括圖像采集卡、GPS數據預處理單元、工控機，所述的圖像采集卡包括連接第一線陣相機的第一圖像采集卡和連接第二線陣相機的第二圖像采集卡，所述的GPS數據預處理單元連接GPS信號收發裝置并將GPS信號進行預處理得到GPS定位信息，所述的圖像采集卡和GPS數據預處理單元連接工控機，工控機內設有圖像處理單元，圖像處理單元包括用于對路面圖像進行實時采集、傳輸、拼接、顯示、存儲的A模塊和用于對路面圖像進行融合、破損自動識別、分類、統計和報表生成的B模塊；所述的電源模塊與圖像采集模塊、數據處理模塊、GPS信號收發裝置連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的車載式路面破損自動識別裝置，其特征在于，所述的第一線陣相機、第二線陣相機的拍攝角度為與垂直方向成36°，第一線陣相機、第二線陣相機拍攝到的圖像有一部分交叉重疊。

3.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的車載式路面破損自動識別裝置，其特征在于，所述的GPS信號收發裝置設置在檢測車的頂部。

4.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的車載式路面破損自動識別裝置，其特征在于，所述的GPS定位信息包括車速、方向、經度、緯度和時間。

5.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的車載式路面破損自動識別裝置，其特征在于，所述的圖像采集卡通過cameralink連接線與線陣相機連接。

6.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的車載式路面破損自動識別裝置，其特征在于，所述的旋轉編碼器采用快拆式的結構，該旋轉編碼器產生的脈沖計數信號在車身每前進1mm時觸發一次線陣相機拍攝。

7.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的車載式路面破損自動識別裝置，其特征在于，所述的LED照明單元設置在線陣相機下方，且設置在檢測車的尾部。

8.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的車載式路面破損自動識別裝置，其特征在于，所述的A模塊用于將N幀線陣圖像拼接成一張路面圖像，然后存儲起來。

9.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的車載式路面破損自動識別裝置，其特征在于，所述的B模塊用于將第一線陣相機和第二線陣相機所有時刻拍攝到的路面圖像進行融合拼接，并對路面圖像進行灰度均勻化，再對路面圖像進行濾波、去噪、閾值分割、破損類型識別、報表自動生成。

10.一種基于圖像處理的車載式路面破損自動識別裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)旋轉編碼器在檢測車每前進一段固定距離時發出一個脈沖，同時脈沖觸發第一線陣相機和第二線陣相機在LED照明單元的輔助照明下進行拍照，得到該時刻檢測車行駛到的路面位置的圖像數據，其中第一線陣相機和第二線陣相機的拍攝參數、LED照明單元的光照強度由設備控制臺進行調節；

步驟2)第一線陣相機和第二線陣相機通過cameralink連接線將圖像數據分別傳輸給第一圖像采集卡、第二圖像采集卡，第一圖像采集卡、第二圖像采集卡對圖像數據進行處理后傳輸至工控機的內存進行存儲；

步驟3)在步驟1)和步驟2)進行的同時，GPS信號收發裝置將接收到的GPS信號傳輸至GPS數據預處理單元進行解析，得到該時刻路面的GPS定位信息，并將GPS定位信息傳輸至工控機的內存進行存儲；

步驟4)工控機內的A模塊采集存儲在工控機內存中的圖像數據，將每1024幀第一線陣相機或第二線陣相機拍攝的圖像數據拼接成一張連續的路面圖像，再將該時間段完整的路面圖像顯示在軟件的窗口界面，對所有時間段完整的路面圖像依照時間順序進行命名，存儲至工控機的數據庫內，同時也將路面圖像的各個時刻的GPS定位信息和樁號里程信息保存至工控機的數據庫內；

步驟5)工控機內的B模塊采用Harris角點對存儲在工控機數據庫內的路面圖像進行特征提取，并采用圖像匹配的處理算法，將第一線陣相機和第二線陣相機分別拍攝的路面圖像進行融合，形成一張包含路面左邊圖像和右邊圖像的完整的路面圖像，并通過獲取光照背景、去除圖像光照差異，得到灰度均勻化后的路面圖像，再通過圖像濾波去噪、圖像閾值分割、膨脹和腐蝕的處理，提取出路面的破損圖像，依據破損類型數據的訓練對破損類型進行分類、統計，破損路面區域自動標記所在樁號位置以及里程數，最終自動生成路面破損檢測報表。