[发明专利]一种基于计算机视觉的弹簧土检测方法

权利要求书

1.一种基于计算机视觉的弹簧土检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取每个压土区域荷载前的原始深度图像和荷载后的荷载深度图像，根据每个压土区域的所述原始深度图像与所述荷载深度图像的差异得到压力变化高度图；

根据所述原始深度图像内的像素值得到凹陷区域和凸起区域；在所述压力变化高度图中根据所述凹陷区域和所述凸起区域内像素点的像素值分布特征得到每个压土区域的塑形压缩度；

根据所述原始深度图像与所述荷载深度图像之间的像素值变化特征差异获得塑形平整度，根据每个压土区域的所述塑形压缩度和所述塑形平整度的乘积得到塑形形变度；

根据压土机运动方向获得所述荷载深度图像中像素点特征值序列；根据所述像素点特征值序列中元素值分布趋势特征获得每个压土区域的地面弹性显著性；

根据每个压土区域的所述塑形形变度和所述地面弹性显著性得到每个压土区域的弹簧土显著度，根据所述弹簧土显著度完成弹簧土检测；

所述压力变化高度图的凹陷区域和凸起区域的获取方法包括：

根据所述原始深度图像中各个像素点的像素值采用OTSU最大类间方差法进行划分得到划分阈值，所述划分阈值为深度阈值，将所述原始深度图像内大于所述深度阈值的像素值对应的像素点记为凹陷像素点，将所述原始深度图像内小于所述深度阈值的像素值对应的像素点记为凸起像素点，所有凹陷像素点组成的区域记为凹陷区域，所有凸起像素点组成的区域记为凸起区域；

所述塑形压缩度的获取方法包括：

在所述压力变化高度图中，计算所述凹陷区域所有像素点的像素值均值并记为凹陷区域特征值，计算所述凸起区域所有像素点的像素值均值并记为凸起区域特征值，计算所述深度阈值和所述凸起区域特征值的差值并记为凸起差异值，计算所述凹陷区域特征值与所述深度阈值的差值并记为凹陷差异值，将所述凸起差异值与所述凹陷差异值的比值作为所述凸起区域特征值的权值；将所述权值与所述凸起区域特征值相乘的结果与凹陷区域特征值相加，得到对应压土区域的塑形压缩度；

所述塑形平整度的获取方法包括：

计算同一个压土区域内所述压力变化高度图与所述荷载深度图像的像素值变化特征之间的差异，并记为平整程度差异，将所述平整程度差异与所述荷载深度图像的像素值变化特征之间的比值记为对应压土区域的塑形平整度；

所述像素点特征值序列的获取方法包括：

在荷载深度图像中，以压土机运动方向的反方向作为受力特征方向；

统计所述荷载深度图像中每行像素点的像素值中值并记为像素点特征值，将所述像素点特征值以受力特征方向为序进行排列得到像素点特征值序列；

所述像素点特征值序列中元素值分布趋势特征的获取方法包括：

对所述像素点特征值序列采用聚合方差法得到hurst指数，将所述像素点特征值序列的所述hurst指数记为所述荷载深度图像的自相关性特征值；

计算所述像素点特征值序列内两两相邻元素之间的元素差值，将所述元素差值记为像素点差异特征值，并将所述像素点差异特征值作为元素按照所述像素点特征值序列内元素的顺序组成序列，并记为像素点差异特征值序列；

计算所述像素点差异特征值序列内各项元素之间的标准差并记为所述荷载深度图像的特征值差异标准差，对所述像素点差异特征值序列进行异常数据检测并统计异常值数量；

将所述荷载深度图像的自相关性特征值、像素点差异特征值、特征值差异标准差和异常值数量记为所述分布趋势特征；

所述地面弹性显著性的获取方法包括：

获取目标压土区域的所述荷载深度图像，将所述荷载深度图像的所述特征值差异标准差与所述异常值数量的乘积记为异常状况特征值，计算所述荷载深度图像的所述自相关性特征值与所述异常状况特征值加上预设常数系数的比值，并记为倾斜特征值，将所述荷载深度图像的所有像素点差异特征值的累加和与所述像素点差异特征值序列中元素数量的比值记为倾斜变化程度，将所述荷载深度图像的所述倾斜特征值与所述倾斜变化程度的乘积记为对应目标压土区域的地面弹性显著性；

所述弹簧土显著度的获取方法包括：

采用双曲正切函数对同一压土区域内的所述塑形压缩度与所述地面弹性显著性比值进行正比例归一化得到弹簧土显著度。