[發明專利]用于車轍檢測的結構光光條中心提取方法及裝置

有效

• 申請號: 201810407215.3
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108564621B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 紀奕才;郭瑞杰;葉盛波;宋云鵬;李誠;方廣有
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G06T7/66
• 分類號: G06T7/66;G01B11/22
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種用于車轍檢測的結構光光條中心提取方法及裝置，該方法包括：獲取光條中心圖像；在光條中心圖像中選取沿光條法線方向的N列參考列和N列搜索列，分別得到N個參考列激光光條信號和N個搜索列激光光條信號；利用信號相關法對N個搜索列激光光條信號與N個參考列激光光條信號一一相關，獲取相關最大值以及相關最大值對應的信號偏移量；根據該信號偏移量確定N列搜索列中最中間列的光條中心位置，重復選取不同的搜索列直至確定每個搜索列的光條中心位置。本發明很好地解決了激光光條出現的斷線問題，可快速高效地進行光條中心地提取，能夠滿足系統實時檢測地要求。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于信號相關法的結構光光條中心提取方法及裝置。

背景技術

在道路路面車轍檢測領域，一般采用點激光傳感器法和線激光法來檢測車轍深度。其中線激光車轍檢測技術以其設備成本低廉、結構簡單、特征突出、采樣信息量增加、可有效消除點激光檢測時采樣點有限引起的誤差等優點被廣泛使用。線激光檢測采用三角測距原理，通過線激光器向路面打出一條極窄光線，當路面沒有車轍時，光線是一條直線，當路面有車轍時，光線會發生扭曲。通過電荷耦合元件(CCD)面陣相機記錄光線條紋輪廓，利用數字圖像處理提取光線條紋輪廓信息，代入由系統標定得到的物像轉換關系，得到橫斷面高程，從而計算車轍深度。因此，線結構光圖像處理是整個檢測任務的關鍵環節之一，而快速、實時、精確的光條中心提取算法是保證系統能實時、穩定工作的關鍵問題，它將直接影響車轍深度獲取精度。

在車轍檢測領域，線結構光光條中心的提取是一個重要的問題，提取的線結構光光條中心如果不準確，則會降低車轍檢測精度。由于車轍檢測系統的應用場景主要存在四方面問題：1、路面環境復雜，路面結構變化會帶來結構光成像的差異，使結構光圖像的批量自動化處理較難獲得令人滿意的結果；2、由于路面紋理和雜質的影響會使光條出現斷線情況；3、外界環境噪聲、CCD相機和圖像采集卡等硬件內部產生的噪聲等具有隨機和不可變性，使得采集的圖像存在很大噪聲；4、對于車載系統，要求實時性，所以圖像處理速度要求亦是一個挑戰。上述四方面的難題使得線結構光光條中心的提取成為國內外研究的熱點問題。目前常用的光條中心提取方法是從圖像處理的角度出發，存在一些明顯缺陷：

(1)有些算法抗噪聲能力較弱，使得光條中心提取誤差大，從而影響檢測精度；

(2)數據存儲量較大，信息處理速度慢，不能達到實時數據處理；

(3)存在閾值化處理等算法時，會丟失原始信息；

(4)不能處理實際車轍存在的斷線、重合情況。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種用于車轍檢測的結構光光條中心提取方法及裝置，以期至少部分地解決上述提及的技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

作為本發明的一個方面，提供了一種用于車轍檢測的結構光光條中心提取方法，包括以下步驟：

步驟A：在采集的結構光光條圖像中提取光條中心的感興趣區域，得到光條中心圖像，并對所述光條中心圖像進行圖像去噪；

步驟B：在所述光條中心圖像中選取沿光條法線方向的相鄰N列像素分別作為參考列，N為介于1和7之間的奇數，獲取每列參考列的灰度值作為相應參考列的參考列激光光條信號，并選取每列參考列灰度值最大位置處作為相應參考列的搜索起點；

步驟C：在所述光條中心圖像中選取沿光條法線方向的相鄰N列像素分別作為搜索列，獲取每列搜索列的灰度值作為相應搜索列的搜索列激光光條信號；

步驟D：利用信號相關法將N列搜索列激光光條信號與N列參考列激光光條信號一一相關，將得到的N個相關結果進行相加求極大值，得到相關最大值、以及該相關最大值處對應的信號偏移量；