[发明专利]一种基于线结构光的路面裂缝检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种基于线结构光的路面裂缝检测方法，其特征在于，采用一种基于线结构光的路面裂缝检测系统对待测路面进行路面裂缝检测，包括以下步骤：

步骤1、通过线结构光传感模块采集包含待测路面三维信息的光条图像，并传输至计算机形成光条图像序列；

步骤2、从光条图像序列中提取出路面横向轮廓线，再采用直线拟合以及做差计算拼接生成路面深度图像；

步骤3、根据裂缝曲线形状特征，从路面深度图像中提取出路面裂缝；

所述一种基于线结构光的路面裂缝检测系统，包括移动平台，均安装于移动平台上的线结构光传感模块、计算机和系统支架；所述线结构光传感模块包括近红外线激光器、摄像机和窄带滤光片，所述近红外线激光器和摄像机均通过系统支架安装于移动平台；

所述近红外线激光器垂直照射向待测路面，所述摄像机朝向近红外线激光器垂直照射于待测路面的光线进行拍摄，所述窄带滤光片设置于摄像机的拍摄镜头正后方；

所述摄像机与计算机相连，将拍摄采集到的包含待测路面三维信息的光条图像传输至计算机；所述计算机通过调用图像传输存储处理模块进行存储，以及基于直线拟合和裂缝曲线形状特征进行路面裂缝检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于线结构光的路面裂缝检测方法，其特征在于，所述步骤2中从光条图像序列中提取出路面横向轮廓线，包括步骤有：

步骤2a、对光条图像进行预处理，依次进行3×3结构元素的闭运算和3*3大小的中值滤波；

步骤2b、采用极值法获得光条图像初始中心，再在初始中心上下各7个像素提取灰度重心；

步骤2c、将灰度重心连接，形成路面横向轮廓线。

3.根据权利要求1所述的一种基于线结构光的路面裂缝检测方法，其特征在于，所述步骤2中采用直线拟合以及做差计算拼接生成路面深度图像，包括步骤有：

步骤2-A、对输入的每一帧路面横向轮廓线每隔一个单位均匀重采样，剔除局部曲率半径小于预设阈值的区域；

步骤2-B、在剩余的目标区域轮廓线中均匀提取设定量轮廓点进行直线拟合，得到拟合直线；

步骤2-C、计算原路面横向轮廓线重采样点每一处相对拟合直线的高程，换算成灰度值，输出一条单像素的灰度线，作为生成裂缝深度图像的一行；

步骤2-D、将每一条单像素的灰度线拼接生成裂缝深度图像，直至光条图像序列输入结束或裂缝深度图像达到所需检测尺寸大小。

4.根据权利要求3所述的一种基于线结构光的路面裂缝检测方法，其特征在于，所述步骤2-A中剔除局部曲率半径小于预设阈值的区域，包括步骤有：

步骤2-A-1、采用道格拉斯普克算法对轮廓线进行分段，提取分段特征点；

步骤2-A-2、将两端点也视为特征点，如果特征点总数少于三个，则取消剔除操作；如果特征点总数多于或者等于三个，则计算每连续三个特征点的外接圆半径作为局部曲率分析依据；

步骤2-A-3、如果外接圆半径大于预设阈值，则不作处理；如果外接圆半径小于预设阈值，则将对应的连续三个特征点之间区域进行标记，不作为直线拟合的区域，将之剔除出直线拟合的目标区域。

5.根据权利要求3所述的一种基于线结构光的路面裂缝检测方法，其特征在于：所述预设阈值设置为70～100。

6.根据权利要求1所述的一种基于线结构光的路面裂缝检测方法，其特征在于，所述步骤3从路面深度图像中提取出路面裂缝，包括步骤有：

步骤3a、采用Contourlet变换对路面深度图像进行去噪，重构出经去噪的路面深度图像；

步骤3b、将裂缝曲线形状特征作为检测依据，采用多尺度Hessian矩阵对经去噪的路面深度图像进行增强，实现线状结构的增强和非线状结构的抑制，获得线状结构增强的路面深度图像；

步骤3c、采用顶帽变换对线状结构增强的路面深度图像作进一步增强整形处理，得到整形处理图像；

步骤3d、将整形处理图像进行二值化，提取得路面裂缝。