[发明专利]一种快速的基于图像的路面病害检测方法

说明书

技术领域

本发明属于路面病害检测领域，涉及一种快速的基于图像的路面病害检测方法，尤其是可针对用户需求进行不同精度和速度的检测。

背景技术

随着我国经济的不断发展,交通运输在国民经济和社会中起到作用越来越明显,地位也越来越高，而作为交通运输主动脉的高速公路,更是得到了飞速的发展。高速公路的修建和兴起,为人们提供了高效、便捷、安全的新型运输方式,带动了各个地区之间的经济文化交流，是国家大力推进的新经济增长点。目前我国高速公路的通车里程已居世界第二,已建立了较完善的道路管理规范和系统,这些系统的建立有效地保证了养护的科学性；但是,在高速公路建设越来越快的同时,配套管理作为一项复杂的系统工程,仍有许多问题需要解决，特别是高速公路的养护任务,已经成为确保其正常运行的关键因素之一，若能在路面病害产生的初期就发现它,并制定合理的养护策略,那么路面的养护费用将大大降低，如何在不影响正常交通秩序的情况下,快速地对整段路面做全面调查并自动定位到路面病害区，成为一个有很大现实意义却又难以处理的问题。

以往常用的检测方法是基于人工视觉做现场调查检测病害，但其不能很好的适应高速公路发展的要求,其问题在于:成本高耗时长，现在我国高速公路网规模大,靠使用工程车辆低速行驶,用眼睛检测公路上的病害,为完成一段公路的调查需要相当数量的人力或耗费很长的检测时间；精确度低，受到环境和检测人员的影响较大，天气因素会比较严重地影响路面病害观感，检测人员个人的主观因素也会干扰对路面病害的评定；影响交通，人工检测路面时,为保障工作人员的安全,需要频繁封闭车道或路段,对于道路的使用造成干扰；检测环境危险，工作人员长期在处于半封闭状态的路段(如:封闭部分车道而其余车道任有车流)开展检测工作,来往车辆和高速公路上的丢弃物都对其产生较大威胁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速的基于图像的路面病害检测方法，能够快速检测出路面的各种病害，并能够变更不同的检测阈值，给出不同检测精度的病害检测结果。

实现本发明目的的技术解决方案为：获取路面灰度图像；对图像进行下采样、行道区域检测等预处理；进行病害边缘检测、平滑病害边界、病害区域检测、连接和聚类等检测过程；输出病害检测结果。方案步骤如下：

（1）获取路面灰度图像

将线阵或面阵相机垂直地面安装于检测车辆后方，可采用LED灯或激光器辅助补光，通过里程传感器触发相机进行图像拍摄，获取对应里程的路面图像。

（2）图像预处理

第一步，对图像进行下采样，得到大小低于10万像素的灰度图像，以降低运算量提高检测速度；针对4096x2048分辨率的采集图像，可下采样成1024x512或512x256分辨率的图像。

第二步，对行道区域进行检测，先检测出行道线，由于行道线都是用石灰粉刷的，与路面灰度相比具有较高的亮度，而且车辆在行进过程中，车道线都是竖直方向的，采用Sobel算子对道路图像进行行道线边缘检测，确定道路的左右行道线边缘，提取两条行道线的中间部分作为识别区域；对行道区域外的部分不必进行下面的病害检测以提高检测的准确性和速度；

（3）路面病害检测：

第一步，图像分割和边缘检测。对于道路路面图像，将其视为矩阵阵列，对于矩阵中的任意一点(x,y)，设其的灰度值函数为F(x,y)，则图像灰度场符合离散分形布朗增量随机场模型，则有：