[发明专利]一种路面坑槽识别方法及其装置

说明书

本发明具体公开了一种路面坑槽识别方法，包括以下步骤：步骤S1：利用图像采集单元采集路面灰度图像及对应彩色图像，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预处理；步骤S3：利用所述图像处理单元提取坑槽边缘，然后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；本发明还具体公开了一种路面坑槽识别装置，包括检测车体、图像采集单元、图像处理单元及GPS定位器；本装置及其识别方法可以用于公路管理部门日常道路巡查工作中对坑槽的定位，也可以用于路面修补过程中坑槽的识别及参数计算，提高作业效率。

技术领域

本发明属于道路检测技术领域，具体涉及一种路面坑槽识别方法及其装置。

背景技术

路面坑槽指的是路面集料丧失而在路面表面形成的孔洞，坑槽属于沥青路面比较常见而影响较大的病害之一，路面上的坑槽病害会导致通行车辆颠簸，影响人们用车舒适性和安全性，长远来说会影响到车辆的使用寿命，威胁生命安全。因而提出路面坑槽检测方法，设计路面坑槽检测装置具有重要的意义。

目前的路面坑槽检测技术大致可以分为两类。一类是基于单摄像机的二维路面坑槽检测方法，此类方法的缺点是不能获得路面坑槽的深度信息；另一类是使用线激光或是双目立体视觉的路面坑槽参数三维检测方法，其中线激光方法通过车载相机及线激光发射器，利用三角测量原理获取路面三维数据，这种方法的缺点是的硬件成本高，操作复杂，双目立体视觉方法通过左右两个摄像机采集到同一位置的图像进行匹配，通过视差图获取三维数据。此种方法相机配准复杂，容易产生较大误差。

因此需要一种低成本，能获取坑槽三维信息的高精度路面坑槽检测方法及装置。

发明内容

本发明的目的是要提供一种路面坑槽识别方法及其装置，解决现有技术中路面信息采集不全面，成本高，操作复杂的问题。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：

一种路面坑槽识别方法，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，然后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。

优选的，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，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。