[发明专利]一种路面坑槽识别方法及其装置

权利要求书

1.一种路面坑槽识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：利用图像采集单元采集路面的灰度图像及对应的彩色图像，并发送给图像处理单元；

步骤S2：利用所述图像处理单元对采集的灰度图像进行修复预处理；

步骤S3：利用所述图像处理单元提取坑槽边缘，利用相机标定参数计算坑槽面积、坑槽最大深度以及坑槽体积等相关参数，并建模得到坑槽三维图像，其具体的过程为：

S301：将采集的灰度图像中的灰度数值转换为实际距离值，并将灰度图像像素坐标与实际坐标进行转换；

S302：确定坑槽分割的阈值，通过阈值将灰度图像转化为二值图像，得到坑槽边缘，即

然后，计算坑槽的表面积坑槽体积

上述公式中，l_p表示每个像素代表的真实长度值，x、y分别表示图像坐标系下的横坐标与纵坐标，p(x，y)代表二值坑槽图像，其值表示在(x，y)位置上的点是否为坑槽，d(x，y)表示在(x，y)位置上坑槽的深度值；筛选灰度值最大处即对应坑槽的最大深度，利用最大灰度值减去地面基准值即可得到坑槽最大深度；

l_p的计算过程如下：

Kinect水平视野和垂直视野分别为70°和60°，深度图像的尺寸为512×424像素，h代表相机距地面的高度，B代表Kinect深度相机所拍摄到的地平面，A点代表深度相机的拍摄点，A点与B平面长边的夹角为α＝70°，代表水平视野，A点与B平面短边的夹角为β＝60°，代表垂直视野；通过数学计算，B代表的面积为:

将α＝70°与β＝60°带入上面公式可以得到B＝4×tan35°×tan30°h²，每个像素所代表的长度值l_p用真实尺寸与图像像素的比值表示：

在上述步骤S1中，所述图像采集单元采用Kinect相机，在利用所述Kinect相机采集路面的灰度图像及对应的彩色图像之前，利用所述Kinect相机拍摄棋盘格彩色图像与灰度图像，根据所拍摄图像进行相机参数标定，得到标定参数；

在上述步骤S301中，转换方式具体包括：

若Kinect相机平面与基准地面安装高度为H，任意位置处灰度图像的灰度值为g时，坑槽任意位置距离摄像机的距离Z＝(floor(H÷25.5))×25.5+g，其中floor表示向下取整；通过下面两个公式可以完成灰度图像坐标到实际坐标的转换其中，x、y分别表示图像坐标系下的横坐标与纵坐标，X、Y分别表示实际坐标系下的数值；

在上述步骤S302中，所述阈值为10mm。

2.根据权利要求1所述的一种路面坑槽识别方法，其特征在于，利用所述Kinect相机拍摄棋盘格彩色图像与灰度图像进行标定，得到标定参数，包括：

采用张正友2D棋盘格标定法对Kinect相机拍摄到的棋盘格彩色图像与灰度图像进行标定，得到Kinect相机的内部参数，所述内部参数包括深度相机焦距f_x和f_y，深度相机中心点坐标c_x和c_y。

3.根据权利要求1所述的一种路面坑槽识别方法，其特征在于，在上述步骤S2中，利用图像处理单元对采集的灰度图像进行的修复预处理过程包括：

采用中值滤波法以及孔洞去除算法对采集到的灰度图像进行修复处理，得到修复后的灰度图像；其中，所述孔洞去除算法采用的是快速行进法。