[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

技術領域

本發明涉及道路破損檢測技術，特別涉及一種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。

背景技術

隨著我國經濟的發展，各行各業都對交通運輸有著巨大的需求。良好的公路交通環境已經成為促進國民經濟發展的重要因素。隨著全國公路里程數的不斷增加，為確保已修建好的公路能夠得到良好的養護、發揮最大的價值、確保人民群眾交通出行時的生命與財產安全，必須對頻繁使用以及年久失修的道路進行道路檢測。路面的破損檢測作為多種道路檢測評價指標中的一種，對道路的安全性具有重要影響。如果能夠及時發現和檢測道路的破損，道路養護單位采取相應的維修措施，則可以減少交通事故的發生、增加道路使用年限、降低行車的燃油消耗、提高駕乘舒適性。

目前的路面破損檢測技術主要有人工檢測、激光檢測、基于數字圖像處理檢測這三種發明。

人工檢測要求檢測人員到現場對破損路面的破損狀況包括破損長、寬、面積、位置進行記錄，并對記錄的數據分類整理制表。這種檢測發明由于與檢測人員的個體評價標準有很大不同，導致檢測結果具有太強的主觀性，而且費時費力，目前已很少采用。

激光檢測技術是依靠激光發射特定波長激光，同時激光接收裝置實時接收由路面反射的激光。由于裂縫區域存在漫反射，接收到的光強度與正常路面的光強不同，依據這個特征進行破損識別。缺陷是環境光影響較大，日光條件下受影響。

基于數字圖像處理的檢測技術在近些年正在發展，主要有基于面陣CCD相機和線陣CCD相機。兩者的路面破損檢測關鍵技術基本相同，但是基于面陣CCD相機采集后的圖像在不僅在道路橫向方向需要圖像拼接，而且在道路縱向方向也需要拼接，破損裂縫位置的定位與采用線陣CCD相機相比，沒有后者精確，面陣相機還需要處理成像畸變等不利因素。目前眾多的檢測裝置大多數均為先期檢測車戶外采集道路圖像，然后再由軟件或者室內人工操作處理，處于半自動化狀態，檢測準確性還是與人的因素有較大的關聯。

綜上所述，需要一種更加高效的、更加精確的路面破損檢測裝置。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種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，以解決上述背景技術中的缺點，以提高道路破損檢測的檢測速度，提高檢測精度，降低檢測成本。

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案來實現：

一種基于圖像處理的車載式路面破損自動識別裝置，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。

本發明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。

本發明所述的GPS信號收發裝置設置在檢測車的頂部。

本發明所述的GPS定位信息包括車速、方向、經度、緯度和時間。

本發明所述的圖像采集卡通過cameralink連接線與線陣相機連接。

本發明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。

本發明所述的LED照明單元設置在線陣相機下方，且設置在檢測車的尾部。

本發明所述的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。

本發明所述的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。