[發明專利]基于單目攝像頭的道路路面坑洼破損自動提取方法

有效

• 申請號: 202010059840.0
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111274939B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 丁朋輝;吳海樂;李晶;劉建;郭曉明;蔡磊磊;陳揚;馮亮;王恩泉;桂敏
• 申請（專利權）人: 交信北斗科技有限公司;中國交通通信信息中心
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06V10/30;G06T3/40;G06T7/62;G06T7/73;G01N21/88;G01B11/22;G01B11/28;G01C21/16;G01S19/47
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云

本發明公開了一種基于單目攝像頭的道路路面坑洼破損自動提取方法，根據圖像中像素灰度值確定路面坑洼的高低起伏程度，從而獲得坑洼位置；針對坑洼位置處每一行像素所代表的路面橫斷面，以像素在行中的位置為x，以像素灰度值為y，擬合出路面橫斷面曲線；將路面橫斷面曲線分為左、中、右三部分，分別求取這三個部分的最高點B、A、C，直線AB、AC與路面橫斷面曲線在y軸上的最大差值即為該路面橫斷面坑洼的深度數據；針對同一坑洼位置的所有路面橫斷面求取深度數據，最大深度即為坑洼深度。該方法還提供了路面橫斷面計算方法、路面裂縫去噪方法和坑洼錯位下的圖像拼接法。本發明自動提取路面坑洼破損信息，減少人工干預，提高識別效率和準確度。

技術領域

本發明涉及道路養護技術領域，尤其涉及一種基于單目攝像頭的道路路面坑洼破損自動提取方法。

背景技術

近年來，我國高等級公路建設飛速發展。高速公路建成后工作重要的內容是養護與管理。由于國民經濟飛速發展帶來的交通流量迅猛增長，重載車輛增多，特別是普遍存在的嚴重超載現象，導致在近年來修筑的高速公路早期損壞的頻繁出現，這就是客觀上給我國高速公路的養護工作增加了壓力。

隨著越來越多的新建公路投入使用，如何對已建道路資產進行快速數字化采集管理，如何對道路路面進行實時的檢測、養護管理，成了道路管理者需要面臨的一大問題。而路面破損狀況的檢測和評價是進行養護管理的重要前提。

目前，在道路資產管理和道路日常巡檢工作中都采用目視方法，即通過人工干預在影像中提取路面坑洼破損位置信息。人工識別方案不能識別坑洼深度，而且識別效率較低。這在道路養護領域是不具備推廣條件的。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于單目攝像頭的道路路面坑洼破損自動提取方法，能夠減少人工干預，提高識別效率和準確度。

為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的：

一種基于單目攝像頭的道路路面坑洼破損自動提取方法，包括：

步驟一、對單目攝像頭提取的圖像進行拼接；

步驟二、根據圖像中像素灰度值大小確定路面坑洼的高低起伏程度，從而獲得坑洼位置；針對坑洼位置處每一行像素所代表的路面橫斷面，以像素在行中的位置為x，以像素灰度值為y，擬合出路面橫斷面曲線；將路面橫斷面曲線分為左、中、右三部分，分別求取這三個部分的最高點B、A、C，列出直線AB和AC的直線函數；直線AB、AC與路面橫斷面曲線在y軸上的最大差值即為該路面橫斷面坑洼的深度數據；針對同一坑洼位置的所有路面橫斷面求取深度數據，最大深度即為坑洼深度。

優選地，該方法進一步包括：針對每個路面橫斷面，采用曲線積分的方法計算坑洼橫截面積：

其中，I_AB(x)為直線AB的函數，I_AC(x)為直線AC的函數，R(x)為路面橫斷面的曲線函數，其中x_A，x_B，x_C是直線AB、AC中端點A、B、C的x坐標。

優選地，所述步驟一為：

步驟11：對單目攝像頭提取的兩幅相鄰圖像進行拼接；拼接圖像尺寸高H像素，寬W像素，拼接處位于W/2處；采用N×N的濾波窗口在拼接處滑動，獲得每個位置(i,j)處濾波窗口中的灰度均值A(i,j)；針對拼接圖像，如果任意兩行i₁和i₂滿足如下條件，則認為圖像在i₁行、i₂行發生坑洼且錯位；

其中，ω和δ均為設定的像素灰度閾值，M為設定的整數，MN；