[发明专利]一种路面缺陷图像采集方法

权利要求书

1.一种路面缺陷图像采集方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：利用摄像机以一定的倾斜角度对路面进行连续拍摄，获得路面缺陷斜视图；

步骤二：对摄像机采集到的路面缺陷斜视图进行图像预处理，获得路面缺陷图像；

步骤三：根据得到的路面缺陷图像建立缺陷数据集。

2.根据权利要求1所述的路面缺陷图像采集方法，其特征在于：在利用摄像机对路面进行拍摄时，包括以下步骤：

步骤一：首先将摄像机吸附在车辆引擎盖或者后备箱上，并使得相机镜头镜面与水平路面形成大小为α的夹角；

步骤二：根据车速和路面缺陷出现和消失的拍摄有效区域对视频进行抽帧处理。

3.根据权利要求2所述的路面缺陷图像采集方法，其特征在于：在根据车速和路面缺陷出现和消失的拍摄有效区域对视频进行抽帧处理时，每秒抽取的帧数为nv/d；其中n为每秒抽取的帧数，v为车速，d为相机拍摄有效区域长度。

4.根据权利要求3所述的路面缺陷图像采集方法，其特征在于：在对摄像机采集到的路面缺陷斜视图进行图像预处理时，包括以下步骤：

步骤一：建立YOLOv5目标检测模型，并进行训练；

步骤二：利用训练好的YOLOv5目标检测模型对经过抽帧后的每一帧图像进行目标检测，得到各种缺陷的类别与位置信息；

步骤三：利用透视变换将路面缺陷斜视图变换到路面缺陷垂直俯视图，根据各种缺陷的位置坐标信息进行图像裁剪，得到裂缝图像数据。

5.根据权利要求4所述的路面缺陷图像采集方法，其特征在于：透视变换的矩阵变换公式为：其中，[x,y,z]^T为源点矩阵，[X,Y,Z]^T为目标点矩阵，A矩阵为透视变换矩阵。

6.根据权利要求5所述的路面缺陷图像采集方法，其特征在于：在利用透视变换将路面缺陷斜视图变换到路面缺陷垂直俯视图时，包括以下步骤：

步骤一：使用Opencv根据相机高度和路面缺陷有效区域估算出源视平面坐标和新视平面坐标，并获得透视变换矩阵A；

步骤二：利用透视矩阵将原始图像变换到新视平面；

步骤三：利用公式在新视平面内找到原始裂缝目标所对应的坐标信息，其中，(X′,Y′)为源视平面任意一点对应新视平面点的坐标。

7.根据权利要求6所述的路面缺陷图像采集方法，其特征在于：图像裁剪就是根据裂缝目标和坐标信息对变换之后的图像进行裁剪，得到清晰且仅包含缺陷信息的图像数据。

8.根据权利要求7所述的路面缺陷图像采集方法，其特征在于：在根据得到的路面缺陷图像建立缺陷数据集时，包括以下步骤：

步骤一：对得到的路面缺陷图像数据进行人工筛选，得到不同种类以及不同分辨率的清晰路面缺陷图像数据；

步骤二：对得到的不同种类以及不同分辨率的裂缝图像进行人工标注，得到与路面缺陷图像对应的PNG掩码图像；

步骤三：将所有图像标注完成之后，建立缺陷图像数据集CRACK2000。

9.根据权利要求8所述的路面缺陷图像采集方法，其特征在于：在对得到的不同种类以及不同分辨率的裂缝图像进行人工标注时，采用OpenCV编写的图像数据标注工具对图像预处理之后的缺陷图像进行标注，在标注时，沿着缺陷内轮廓进行逐像素标注，得到与路面缺陷图像对应的PNG掩码图像。

10.根据权利要求9所述的路面缺陷图像采集方法，其特征在于：在于路面缺陷图像对应的PNG掩码图像中，每张PNG掩码图像均为黑白二值图像，且分为背景区域和缺陷区域，其中，PNG掩码图像中的白色代表了缺陷区域，黑色代表了背景区域。