[發(fā)明專利]一種基于高空航拍圖像的橋面車輛荷載識別方法和系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2022-08-24
• 公開（公告）號: CN115482474B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 沈明燕;黨浩鵬;舒小娟;李貞賢;孫華
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G06V20/17
• 分類號: G06V20/17;G06V20/10;G06V10/764;G06V10/30
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明提供了一種基于高空航拍圖像的橋面車輛荷載識別方法和系統(tǒng)，屬于橋面運營安全領域。所述方法采集高空航拍的橋面車輛圖像，并構建并標定車型與車重比對數(shù)據(jù)庫；對橋面車輛圖像預處理后，進行車輛陰影過濾，并將過濾后的圖像輸入車輛識別模型；通過車輛識別模型，對車輛進行識別，并輸出所識別的車輛參數(shù)；所述車輛參數(shù)包括：車型、車向、車數(shù)和車間距；根據(jù)所構建的車輛比對數(shù)據(jù)庫及所識別的車輛參數(shù)，通過統(tǒng)計學的方法得到橋面車輛荷載分布。本發(fā)明不僅降低了橋面車輛荷載識別的計算量，同時提高了識別效率及識別準確率，適用于各種類型橋梁的瞬時/長期車輛荷載監(jiān)測。

技術領域

本發(fā)明屬于橋梁運營安全領域，具體涉及一種基于高空航拍圖像的橋面車輛荷載識別方法和系統(tǒng)。

背景技術

橋面的車輛荷載分布是評估橋梁運營期間安全等級的一個重要影響因素，也是橋梁設計、狀態(tài)評估、維護和加固的重要依據(jù)。

現(xiàn)有技術中，橋面車輛荷載統(tǒng)計分析主要是以人工統(tǒng)計的方式和在監(jiān)控桿上安裝攝像頭的視頻采集方式進行。其中，基于人工統(tǒng)計的方法存在耗時長、工作量大、工作效率低等不足；而傳統(tǒng)的視頻采集方式通常是通過在監(jiān)控桿或橋梁立桿上安裝多組攝像頭采集車輛的三維數(shù)據(jù)，由于交通輔助設施高度的限制，攝像頭在橋長方向上的觀察視野有限，很難獲取某一時刻橋面車輛的整體分布情況，且無法獲取車輛的車重信息，對于橋面車輛的分布情況以及車輛的速度等參數(shù)無法準確測量。此外，交通監(jiān)測任務通常是由多組攝像頭協(xié)同完成，一旦其中一個攝像頭出現(xiàn)故障，可能會造成車輛信息的缺失，影響交通量的統(tǒng)計結果。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種基于高空航拍圖像的橋面車輛荷載識別方法和系統(tǒng)，降低計算量，同時提高識別效率及識別準確率。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案：

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于高空航拍圖像的橋面車輛荷載識別方法，包括如下步驟：

一種基于高空航拍圖像的橋面車輛荷載識別方法，其特征在于，包括如下步驟：

構建車型與車重比對數(shù)據(jù)庫；

采集高空航拍的橋面車輛圖像；

對所接收的橋面車輛圖像進行預處理后，進行車輛陰影過濾，得到干凈的橋面車輛圖像；

構建車輛識別模型，將所述干凈的橋面車輛圖像輸入所述車輛識別模型對橋面車輛進行識別，并輸出所識別的車輛參數(shù)；所述車輛參數(shù)包括：車型及車向、車數(shù)和車間距；

根據(jù)所構建的車輛比對數(shù)據(jù)庫及所識別的車輛參數(shù)，通過統(tǒng)計學的方法得到橋面車輛荷載分布。

作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述采集高空航拍的橋面車輛圖像，包括

步驟S21，在橋面上空布設無人機，且無人機通過云臺攜帶有攝像裝置，所述攝像裝置的視野范圍為整個橋面；

步驟S22，調(diào)整飛行參數(shù)，使得攝像裝置對橋面進行俯拍，采集整個橋面的每一個車輛圖像，并將橋面車輛圖像傳輸給上位機。

作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述俯拍的高度為50～200m。

作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述車輛陰影過濾，包括：

步驟S31，根據(jù)橋面車輛圖像獲得圖像的三色通道紅R、綠G、藍B亮度值矩陣，其中第m行數(shù),第n列像素點的三色通道亮度值表示為R_(m,n),G_(m,n),B_(m,n)；

步驟S32，統(tǒng)計航拍圖片中橋面、各顏色車輛及車輛陰影部分的三色通道亮度值得到以最大、最小值作為代表值，其中陰影部分表示為

步驟S33，判斷圖像中的每一個像素點是否同時滿足若同時滿足，則判斷為陰影；