[发明专利]一种人行道破损检测装置及破损砖块识别定位方法

权利要求书

1.一种人行道破损砖块识别定位方法，其特征在于，所述破损砖块识别定位方法使用的检测装置包括车体(1)、车架(2)、行走机构(3)、电源(4)、支撑板(5)及检测系统(6)；

车体(1)设置在车架(2)的上方，行走机构(3)设置在车架(2)的下方；电源(4)设置在车体(1)上，用于为行走机构(3)及检测系统(6)供电；支撑板(5)固定设置在车体(1)的后端，且延伸至车体(1)的外侧，检测系统(6)安装在支撑板(5)上；

所述检测系统(6)用于获取待检测路面图像及路面位置信息；根据路面图像及位置信息，得到图像中各个砖块的位置信息以及各个砖块的破损程度并存储；

所述检测系统(6)包括图像采集模块(61)、照明模块(62)、控制模块(63)、信号采集模块(64)、处理模块(65)及存储模块(66)；

所述图像采集模块(61)设置在支撑板(5)的下表面上，所述图像采集模块(61)的输出端与所述处理模块(65)的第一输入端连接；所述照明模块(62)设置在所述支撑板(5)的下表面上；所述控制模块(63)的第一输出端与所述图像采集模块(61)的输入端连接，所述控制模块(63)的第二输出端与所述信号采集模块(64)的输入端连接；所述信号采集模块(64)设置在所述行走机构(3)上，所述信号采集模块(64)的第一输出端与所述处理模块(65)的第二输入端连接，所述信号采集模块(64)的第二输出端与控制模块(63)的输入端连接；处理模块(65)的输出端与存储模块(66)连接；

所述图像采集模块(61)用于采集路面图像，并将采集到的路面图像传输至所述处理模块(65)；所述控制模块(63)用于根据信号采集模块获取的路面位置信息，控制所述图像采集模块(61)及所述信号采集模块(64)的启闭；所述信号采集模块(64)用于采集检测装置的位移信息，并将采集的位移信息传输至所述控制模块(63)及所述处理模块(65)；所述处理模块(65)用于对图像采集模块采集到的路面图像及路面信息进行处理，得到路面图像中各个砖块的位置信息及各个砖块的破损程度，并将路面图像中各个砖块的位置信息及各个砖块的破损程度发送到存储模块(66)进行存储；

所述人行道破损砖块识别定位方法包括以下步骤：

步骤1、确定待检测路段信息；启动检测装置，将检测装置运行至待检测路段的起始位置；

步骤2、控制检测装置沿待检测路段直线前进；

步骤3、判断检测车是否达到检测位置；

步骤4、当检测车到达检测位置后，对道路图像进行识别标注；采集当前路面图像，并对路面图像进行处理，得到其中各个砖块的位置以及各个砖块的破损程度；

步骤5、对路面图像中各个砖块的位置信息及各个砖块的破损程度进行存储；

步骤6、待检测装置行驶至待检测路段的末端时，关闭检测装置，完成检测任务；

所述步骤4中，所述对道路图像进行识别标注包括：

步骤41、当检测装置到达检测位置，对当前的检测位置进行照明；

步骤42、获取当前的检测车总移动距离及当前位置处砖块的模板图像；

步骤43、获取当前检测路面位置处的检测图像，并对检测图像中不属于砖块图像的部分进行剪裁，得到原始图像；

步骤44、对所获取的模板图像和原始图像进行图像滤波去噪；

步骤45、基于归一化相关系数匹配算法，用模板图像遍历原始图像上的各个像素点，得到各个像素点处的匹配值；

步骤46、设定第一匹配阈值，判断所述步骤45中各个像素点处的匹配值是否大于设定的第一匹配阈值；当像素点处的匹配值大于第一匹配阈值时，保留像素点所对应的匹配值，执行步骤47；当像素点处的匹配值小于第一匹配阈值时，舍弃像素点所对应的匹配值；

步骤47、依据模板图像的边长，以保留的像素点为顶点划分网格，并依据每个像素点对应的匹配值对网格进行编码；

步骤48、将所有上述网格按照匹配值进行排序，并选定其中匹配值最高的网格；

步骤49、依据NMS算法，设定重叠面积阈值，并开始遍历其余的网格；如果和当前匹配值最高网格的重叠面积大于重叠面积阈值，舍去此网格，否则，保留网格，并执行步骤410；

步骤410、对保留的网格进行判断，如果存在一个以上的保留网格，将保留的网格再次按照匹配值进行排序，并选取其中的匹配值最高的网格，重复执行步骤48-49；如果不存在一个以上的保留网格，则执行步骤411；

步骤411、设定第二匹配阈值，判断各个上述保留的网格的匹配值是否大于设定的第二匹配值；如果所有的网格的匹配值均大于第二匹配值，执行步骤413；如果存在一个或多个网格的匹配值小于第二匹配阈值，执行步骤412；

步骤412、当存在一个或多个网格的匹配值小于设定的第二匹配阈值，则表明当前的检测位置处存在破损砖块，记录检测车移动到当前检测位置处的总移动距离L，执行步骤413；

步骤413、计算各个保留区域在原始图像中心点位置(X_i,Y_i)，i表示从左往右第i个保留区域；

步骤414、计算原始图像中最左侧保留区域中心点处与原始图像左边界距离D₁＝X₁，其中X₁表示最左侧砖块的横向坐标；

步骤415、计算原始图像中最右侧保留区域中心点处与原始图像右边界距离D₂＝H-X_n，其中，H表示图像横向尺寸，X_n表示最右侧砖块的横向坐标；

步骤416、判断上述最左侧保留区域中心点处与原始图像左边界距离D₁、最右侧保留区域中心点处与原始图像右边界距离D₂，是否大于砖块边长h；如果大于，执行步骤417；如果小于，执行步骤418；

步骤417、当前检测位置处存在缺损砖块，导致匹配度极低，故记录当前检测位置，即检测车总移动距离L，并说明存在缺失砖块情况，执行步骤418；

步骤418、计算各相邻保留区域中心点之间距离l_i；

步骤419、判断各相邻保留区域中心点之间距离l_i，是否大于1.5倍砖块边长h，如果大于，执行步骤420；如果小于，执行步骤421；

步骤420、当前检测位置处存在缺损砖块，导致匹配度极低，故记录当前检测位置，即检测车总移动距离L，并说明存在缺失砖块情况，执行步骤421；

步骤421、关闭照明装置，结束道路图像识别标注阶段。