[发明专利]路面车辙三维信息检测装置及检测方法

权利要求书

1.路面车辙三维信息检测方法，该方法所采用的检测装置由处理系统(2)、三维结构光视觉检测组件(3)组成；三维结构光视觉检测组件(3)的输出端连接在处理系统(2)的输入端；车体(1)底部的横向水平面上有一个三维结构光视觉检测组件(3)；三维结构光视觉检测组件(3)由结构光激光器(3-2)和面阵CCD(3-1)组成，结构光激光器(3-2)发出的结构光条覆盖横向路面，面阵CCD(3-1)的摄像头朝向结构光激光器(3-2)的下方路面(4)，以拍摄结构光激光器(3-2)投射到路面(4)处覆盖横向路面的光条图像；处理系统(2)位于车体(1)内；

其特征在于它的步骤如下：

步骤一：车体(1)在行进中，结构光激光器(3-2)发出的结构光条投射到待检测路面(4)上，该结构光条被路面三维信息调制后在面阵CCD(3-1)上成像，从而获取路面数据信息，并根据标定确定CCD二维图像坐标系和世界三维坐标系之间的关系，通过处理系统(2)计算路面光条位置的三维信息；三维结构光视觉检测组件(3)提取的是连续的整个横向轮廓的信息，该信息包括路面车辙和其他路面特征信息；

步骤二：在得到路面光条位置的三维信息的基础上，采用滤波的方法，消除裂缝的影响；

步骤三：采用基于straight-edge模型的虚拟直尺算法，实现路面车辙深度、宽度、位置的指标参数计算；

步骤四：数据存储、分析和显示。

2.根据权利要求1所述的路面车辙三维信息检测方法，其特征在于步骤一中确定CCD二维图像坐标系和世界三维坐标系之间的关系是：首先设定空间三锥坐标点的齐次坐标M＝(X，Y，Z，1)^T，其对应的二维图像点齐次坐标m＝(x，y，1)^T；其次面阵CCD(3-1)为理想的小孔成像模型；则根据下述关系式，确定CCD二维光条图像坐标和其对应的世界三维坐标之间的关系：

aX+bY+cZ+d＝0       ①

λm＝ρM＝A(RT)M    ②

公式①为光平面方程；公式②中的λ，ρ代表任意比例因子，即射影深度；(R，T)称为摄像机的外部参数，R是旋转矩阵，T是平移矩阵；A称为摄像机的内部参数；计算出路面三维信息。

3.根据权利要求1所述的路面车辙三维信息检测方法，其特征在于步骤二中滤波方法为线性和非线性滤波相结合的方法。

4.根据权利要求3所述的路面车辙三维信息检测方法，其特征在于线性和非线性滤波相结合的方法采用小波变换和中值滤波相结合。