一种基于多台相机立体拍摄的路面损坏裂缝检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于多台相机立体拍摄的路面损坏裂缝检测系统，该系统包括试验系统和图像处理模块，所述试验系统包括相机，相机支架及其试验标记卡片，将两台相机以一定角度安装于相机支架拍摄路面。通过系统标定，得到物像数学关系。对图像进行预处理、裂缝图像处理、图像阈值分割和图像特征提取，最终计算出裂缝长度。本实用新型专利技术主要应用于道路裂缝检测，对于裂缝的检测识别方面开展研究，提出了一种新的思路，进行探索性的研究，为路面裂缝自动检测技术的进一步研究奠定一定的基础。本实用新型专利技术投资费用少、检测速度快、精度高的基于立体摄影测量的路面损坏裂缝自动检测系统，能够实现简便、快速、高精度的检测路面裂缝。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多台相机立体拍摄的路面损坏裂缝检测系统
本技术属于道路路面检测
，涉及一种路面损坏裂缝自动检测系统，尤其是一种基于多台相机立体拍摄的路面损坏裂缝自动检测系统。
技术介绍
由于公路长期暴露于大气中，经受着自然灾害侵袭、意外事故损坏、车辆磨损以及重载、超载、人为因素破坏等，公路的养护工作刻不容缓。根据我国公路目前的发展现状，我国公路事业必将要从“以建为主”向“以养为主”逐步的过度。因此，我国公路养护工作非常重要，势必向着现代化、科技化的方向发展。 路面是公路的重要组成部分，其质量的好坏影响着公路的服务水平。裂缝是公路路面的主要损坏之一。在公路的养护和管理过程中，如果路面裂缝能够被及早的发现，并对其进行养护和维修，那么在公路维护中将省去大量的人力和物力。过去，在路面裂缝检测方面采用的是传统的人工检测方法。随着公路的发展和数量的增加，这种人工检测方法已越来越不能适应公路发展的要求。近年来，随着计算机技术和图像处理技术的飞速发展，图像处理技术在模仿人类视觉功能方面取得了开拓性的进展与成果，将图像处理技术应用到路面裂缝自动检测中来，实现了基于图像处理的路面裂缝自动检测识别技术。通过实际应用，证明了该技术能够满足当代公路的养护管理需求，这种自动检测系统也是路面检测技术以后的发展方向。在高速公路发达的一些国家，该技术已经被产品化，并投入实际使用之中，但还有很多需要改进完善的地方。我国在这方面起步比较晚，与国外水平有着一定的差距。因此，研究和开发适合我国路面状况要求的路面裂缝自动检测系统，满足我国公路检测需要是非常重要的。目前，国内外已经研究开发了一系列路面检测系统，但这些系统技术还不是很成熟，不能完全满足实际要求，还存在各种技术问题需要解决，特别是路面裂缝自动检测技术，还需要在检测方法、实现技术、系统开发等方向进行深入研究。 目前，由于国外进口的系统设备不仅价格昂贵，而且评价标准和我国有着差异，在路面损坏检测方面也没有实现自动化，国外的检测系统也不能完全满足我国路面检测的要求。我国在自动检测技术方面研究时间短，还处在初期阶段，但近年来取得快速发展，形成了具有我国特色的路况检测系统。纵观国内外路况检测技术的发展和检测系统的开发，还有许多技术难点需要解决，特别是在路面裂缝的自动检测识别方面，还需要进行研究和开发。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于多台相机立体拍摄的路面损坏裂缝自动检测系统，其采用多台相机同时从不同角度拍摄路面同一场景，利用光的直线传播原理，通过路面成像后裂缝处灰度值的不同对图像进行处理，进而得到裂缝。其投资费用少、检测速度快、精度高的基于立体摄影测量的路面损坏裂缝自动检测系统，能够实现简便、快速、高精度的检测路面裂缝。 本技术的目的是通过以下技术方案来实现的: 本技术首先提出一种基于多台相机立体拍摄的路面损坏裂缝检测系统，包括检测系统和裂缝图像处理模块，所述检测系统包括多台相机每两台相机一组、相机支架，所述其中一组两台相机以一个正拍路面一个倾斜拍摄路面的角度固定于支架上，两组相机沿横向布设；所述的裂缝图像处理模块为安装有MATLAB软件的计算机；所述两台相机与计算机连接。 上述相机采用面阵CCD相机，沿横向布设的两组相机，以路面中线分开左右各一组，多台相机同时拍摄。 本技术具有以下有益效果: (I)本技术是从多个角度去拍摄同一场景，而现有技术的方法是从一个角度去拍摄，相比而言本技术可以得到更好，更多的路面信息。 (2)单目相机拍摄下不能消除阴影，本技术的检测方法可以消除阴影。 (3)本技术采用人工光源可以在晚上工作。 (4)本技术采用的方法更简单、以更简洁的算法检测出准确的路面裂缝。 (5)本技术可以检测路面上坑槽的大小、深度；拥包的大小、高低等三维立体信息。 【附图说明】 图1 (A)为太阳光照射情况图； 图1(B)为相机的拍摄角度示意图； 图2为本技术的基于立体摄影测量的路面损坏裂缝自动检测系统中的图像米集相机布局不意图。 图3为本技术的相机标定的三维物像空间光学成像原理图 图4为本技术的物像空间坐标转换关系图。 图5为本技术的路面裂缝检测图像处理流程图。 【具体实施方式】 本技术首先提出一种基于多台相机立体拍摄的路面损坏裂缝检测系统，包括检测系统和裂缝图像处理模块，所述检测系统包括多台相机每两台相机一组、相机支架，所述其中一组两台相机以一个正拍路面一个倾斜拍摄路面的角度固定于支架上，两组相机沿横向布设；所述的裂缝图像处理模块为安装有MATLAB软件的计算机；所述两台相机与计算机连接。所述相机采用面阵CCD相机，沿横向布设的两组相机，以路面中线分开左右各一组，多台相机同时拍摄。 下面结合附图对本技术做进一步详细描述: 图1 (A)和图1 (B)为本技术的太阳光照射路面裂缝时横断面原理图。其中图1(A)是太阳光照射情况图，图1(A)是相机的拍摄角度示意图。将裂缝假设成矩形槽，当太阳光倾斜照射裂缝时，根据光的直线传播原理，裂缝矩形槽底部a部分太阳光照射不到，所以看起来有阴影比较暗，b部分是太阳光能到达的地方，所以比较亮，基本和路面背景的亮度相同。顺着太阳光的方向用相机去拍摄路面裂缝，当相机倾斜角度和太阳光平行时，由于光的直线传播，相机只能拍到裂缝的b部分，a部分拍摄不到，所以拍到的图像中裂缝信息不明显，它和背景的灰度值基本相同。当相机角度再倾斜点时(这里将相机拍摄方向和垂直方向的夹角，记作倾斜角)，即倾斜角变大时，相机只能拍到裂缝底部b部分的一部分信息，甚至拍摄不到裂缝的底部，这时图像中裂缝信息也不明显。当相机倾斜角度很小时裂缝底部的a部分的一部分信息和b部分都能被拍到，这时图像中裂缝信息比较明显，但是裂缝比较细，这种情况和相机正拍有点相似。太阳光照射方向不变，当用相机正拍裂缝时，裂缝底部的a部分和b部分都可以被拍到，图像中裂缝信息比较明显。同样迎着太阳照射方向去拍摄路面时，当相机倾斜角度比较小时，a部分和b部分的一部分信息将被拍到，可以看到裂缝比较明显，当相机倾斜角度足够大时，只能拍到裂缝底部的a部分，这时裂缝信息也是很明显的，所以迎着太阳光去拍摄，不管相机角度是怎么样的，都能拍到a部分，裂缝信息都是很明显的/[目息。 在本技术的较佳实施例中，该基于多台相机立体拍摄的路面损坏裂缝检测系统，包括试验系统和裂缝图像处理模块，所述试验系统包括有两台相机、相机支架和标记纸片，所述两台相机以一个正拍路面一个倾斜拍摄路面的角度固定于支架上；所述的裂缝图像处理模块为安装有MATLAB软件的计算机；所述两台相机与计算机连接。在本技术的最佳方案中，相机采用canon A630。 如图2所示，为本技术的基于立体摄影测量的路面损坏裂缝自动检测系统中的图像采集相机布局示意图。太阳光倾斜照射时，将第一台相机与路面垂直放置，让其正对路面拍摄，这样拍摄时，裂缝底部全部被拍摄到，裂缝底部光到达不了的地方也被拍到，所以图像上裂缝信息比较明显，背景亮度和裂缝亮度差别比较大。将第二台相机顺着太阳光并与太阳光平行的角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多台相机立体拍摄的路面损坏裂缝检测系统，其特征在于，包括检测系统和裂缝图像处理模块，所述检测系统包括多台相机每两台相机一组、相机支架，所述其中一组两台相机以一个正拍路面一个倾斜拍摄路面的角度固定于支架上，两组相机沿横向布设；所述的裂缝图像处理模块为安装有MATLAB软件的计算机；所述两台相机与计算机连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于多台相机立体拍摄的路面损坏裂缝检测系统，其特征在于，包括检测系统和裂缝图像处理模块，所述检测系统包括多台相机每两台相机一组、相机支架，所述其中一组两台相机以一个正拍路面一个倾斜拍摄路面的角度固定于支架上，两组相机沿横向布设；所述的裂缝...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋宏勋，崔国丽，王建峰，李平，刘玉龙，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61