[發明專利]基于計算機視覺的高速公路路況異常檢測方法及系統

有效

• 申請號: 202211432231.0
• 申請日: 2022-11-16
• 公開（公告）號: CN115496918B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 李鎮;常志宏;郭子英;李永建;谷金;王健;王際濤;王川;張帥;任朝陽;谷麗蕊;康上
• 申請（專利權）人: 山東高速股份有限公司
• 主分類號: G06V10/44
• 分類號: G06V10/44;G06V10/764;G06V10/80;G06N20/10
• 代理公司: 濟南光啟專利代理事務所(普通合伙) 37292
• 代理人: 寧初明

1.一種基于計算機視覺的高速公路路況異常檢測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

獲取高速公路路面的灰度圖像；

對所述灰度圖像進行尺度變換得到對應的至少兩張變換圖像，將每張變換圖像劃分為至少兩個子區域，構建每個所述子區域對應的海森矩陣，以得到每個所述子區域的特征值；

根據每個所述子區域的特征值獲取所述子區域的疑似裂紋像素點，根據所有所述子區域的疑似裂紋像素點得到對應變換圖像中的疑似裂紋區域；

構建窗口在所述疑似裂紋區域中滑動，基于每個窗口內的疑似裂紋像素點的位置獲取對應窗口的裂紋特征角度，基于每個窗口內疑似裂紋像素點與窗口中心點的歐式距離得到裂紋間距指數，并基于每個窗口內疑似裂紋像素點的數量得到裂紋數量指數；根據所述裂紋特征角度、所述裂紋間距指數以及所述裂紋數量指數構建濾波器；

利用所述濾波器對相對應的窗口進行濾波得到窗口特征圖像，基于所有所述窗口特征圖像得到裂紋特征圖像；

利用所述裂紋特征圖像進行缺陷判別得到高速公路路面的裂紋異常區域；

其中，所述基于每個窗口內的疑似裂紋像素點的位置獲取對應窗口的裂紋特征角度的步驟，包括：

以窗口內第一個疑似裂紋像素點為基準，計算窗口內其他疑似裂紋像素點與作為基準的疑似裂紋像素點之間的歐式距離，選取歐式距離的最大值對應的疑似裂紋像素點為評估點；

連接所述評估點與作為基準的疑似裂紋像素點得到線段，線段的長度為對應的歐式距離；獲取基準的疑似裂紋像素點與所述評估點之間在垂直方向上的垂直距離，獲取所述垂直距離與線段的歐式距離的比值，并對所述比值進行反余弦函數計算得到窗口的裂紋特征角度。

2.根據權利要求1所述的一種基于計算機視覺的高速公路路況異常檢測方法，其特征在于，所述根據每個所述子區域的特征值獲取所述子區域的疑似裂紋像素點的步驟，包括：

每個所述子區域對應至少兩個特征值，基于所述子區域的每個特征值獲取對應的特征向量，所述特征向量的數量與特征值的數量一致；

選取特征值最小時對應的特征向量的方向為裂紋綿延方向，所述子區域中在所述裂紋綿延方向上的像素點為疑似裂紋像素點。

3.根據權利要求1所述的一種基于計算機視覺的高速公路路況異常檢測方法，其特征在于，所述基于每個窗口內疑似裂紋像素點與窗口中心點的歐式距離得到裂紋間距指數的步驟，包括：

計算窗口內所有疑似裂紋像素點與窗口中心點的歐式距離的平均值，所述平均值為裂紋間距指數。

4.根據權利要求1所述的一種基于計算機視覺的高速公路路況異常檢測方法，其特征在于，所述基于每個窗口內疑似裂紋像素點的數量得到裂紋數量指數的步驟，包括：

統計窗口內像素點的總數量，窗口內疑似裂紋像素點的數量與所述總數量的比值為裂紋數量指數。

5.根據權利要求1所述的一種基于計算機視覺的高速公路路況異常檢測方法，其特征在于，所述根據所述裂紋特征角度、所述裂紋間距指數以及所述裂紋數量指數構建濾波器的步驟，包括：

所述濾波器的函數表達式為：

其中，表示窗口對應的裂紋特征角度；表示窗口對應的裂紋間距指數；表示窗口對應的裂紋數量指數；表示相位角；表示頻域坐標；表示長寬比；表示自然常數；表示正弦函數；表示坐標；表示余弦函數；表示自然常數。

6.根據權利要求1所述的一種基于計算機視覺的高速公路路況異常檢測方法，其特征在于，所述構建每個所述子區域對應的海森矩陣，以得到每個所述子區域的特征值的步驟，包括：

利用SVD算法對每個所述子區域對應的海森矩陣進行計算，得到所述子區域的特征值。