一种不封闭交通的公路桥面图像获取方法技术

本发明专利技术公开了一种不封闭交通的公路桥面图像获取方法，首先，使用定点摄像机按照设定的角度和焦距，来回扫描公路桥面获得图像；其次，通过对获得的图像进行识别和装拼，获得桥面各段不含车辆信息的图像；接着对各段桥面图像做畸变矫正，然后把各段桥面的图像重新拼接，最终形成完整的公路桥面图像。与传统的人工获取公路桥面破损信息方式相比，本发明专利技术提供了一种无封闭交通，非接触式快捷高效获取公路桥面病害信息方式，将为实现无需封闭交通而能对桥面进行质量检测，打下关键技术基础。与多功能路面信息采集车相比，本发明专利技术有着设备要求低且成本低廉的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及公路桥面信息收集的
，尤其是指。
技术介绍
国家在公路桥梁的建设投入巨大，但是在维护公路桥梁的健康上也花费了大量经费。为数不少的桥梁在通车使用过程中，桥面不同程度地出现了裂缝、车辙、拥包、坑槽等病害，造成相当的经济损失，严重时还会发生交通事故。因此，对桥面质量的监测、评估和日常养护非常重要。然而，目前国内各地对桥面铺装的监测与检测、质量评估和日常维护绝大部分仍然采用人工现场判断、定期检查和维护的方式，这种方式一是极其浪费人力物力，现场的勘测费时费工，效率低；二是需要封闭单个车道交通，甚至需要暂时完全封闭整个桥梁的通行，容易造成交通拥堵，因此，在不封闭桥梁交通的情况下，如何进行桥面质量的监测与评估是急需解决的冋题。这种工程需求驱动了非接触式测量方法的发展，对采集的桥面图像进行分析是非接触式测量方法中的一个重要组成部分。要对获得的图像进行病害信息研宄，首先要解决如何清晰便捷获得路面图像问题。这是非接触式测量中能否成功实施的一个重要关键。目前已有多功能路面信息采集车，通过绑定在车尾的摄像机获取路面图像信息，但是由于造价昂贵，难以推广。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，针对当前路面破损探测技术存在检测成本高、效率低的局限性，提供，通过多次扫描获取公路桥面图像信息的技术，解决了如何在公路桥面病害信息检测中清晰便捷获得公路桥面?目息的冋题。为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为:，首先，使用定点摄像机按照设定的角度和焦距，来回扫描公路桥面获得图像；其次，通过对获得的图像进行识别和装拼，获得桥面各段不含车辆信息的图像；接着对各段桥面图像做畸变矫正，然后把各段桥面的图像重新拼接，最终形成完整的公路桥面图像。本专利技术所述不封闭交通的公路桥面图像获取方法，包括以下步骤:I)事先统计摄像机拍摄覆盖范围，实际桥面的长度，得到搭架的摄像机数目，且在桥面高处搭建高分辨率摄像机前，得到摄像机旋转的角度及拍摄焦距参数；2)每个摄像机从设定的起始角度开始拍摄，拍摄I张图片，旋转到下个角度，再拍摄I张图片，直至旋转到设定的结束角度；3)每个摄像机在每个角度拍摄得到的I张图片，从其中筛选出无车辆信息的图片，若多张图片无车辆信息，则任取一张，标记为合格；如果I张图片都存在车辆信息，则采用图像处理方法尝试从这I张图片中提取出无车辆信息的互不相同的区域装拼出一张新的完整桥段图片，若装拼得到的新图片能覆盖该摄像机在该角度所能拍摄到的完整桥面范围，则将新图片标记为合格，否则标记为不合格；4)检查所有角度得到的图片是否都为合格，如果是，则跳到下面步骤5)，否则返回上面步骤3);5)从步骤4)中获得单个摄像机拍摄范围内的各段桥面的无车辆信息图片后，按照摄像机成像原理以及相关坐标转换关系，对不同位置得到的无车图片做畸变矫正；6)将步骤5)中得到的矫正后的图片做拼接处理，把相邻角度拍摄得到的图片拼接起来，形成覆盖单个摄像机的所有拍摄范围的公路桥面图片；7)将所有摄像机得到的公路桥面图片装拼得到完整无车公路桥图片。在步骤5)中，矫正的具体算法如下:5.1)定出源图像的四边形的四个顶点，给出目的图像四边形的四个顶点，然后求出源图像的四个顶点转为目的图像对应的四个顶点的转换矩阵，最后通过转换矩阵把源图像转为目的图像。使用 OpenCV 提供的函数 cvGetPerspectiveTransform(CvPoint2D32fsrcTri, CvPoint2D32f dstTri, CvMat*warp_mat)得到转换矩阵，其中 srcTri 表不源图像四边形的四个顶点坐标，dstTri表示目的图像四边形四个顶点坐标，warp_mat表示指向一个3X3输出矩阵的指针；5.2)将得到的透视变换矩阵warp_mat作为参数传到cvWarpPerspective (constCvArr*src, CvArr*dst, const CvMat*map_matrix)中，得到转换后的目的图像，其中 src 为指向输入图像的指针，dst为指向目的图像的矩阵；5.3)将矫正后的图像按序号保留在原来的数组中，以便后续的图像拼接。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果:1、与传统的人工获取公路桥面破损信息方式相比，本专利技术提供了一种无封闭交通，非接触式快捷高效获取公路桥面病害信息方式，将为实现无需封闭交通而能对桥面进行质量检测，打下关键技术基础。2、与多功能路面信息采集车相比，本专利技术有着设备要求低且成本低廉的优势。【附图说明】图1为安装在灯柱上的高清变焦扫描摄像机组模拟图。图2为m台摄像机拍摄桥面的示意图。图3为单个摄像机在同一角度拍摄I张图的示意图。图4为从单个摄像机在某一角度拍摄的I张图片中拼出无车桥段的示意图。图5为单个摄像机获取完整无车桥面的流程图。图6为m台摄像机获取完整公路桥面图像信息的流程图。图7a为崎变图像矫正如的不意图。图7b为崎变图像矫正后的不意图。图8为拍摄桥段的成像示意图。图9a为一张桥面图片。图9b为一张与图9a相邻的桥面图片。图9c为图9a与9b装拼得到的桥段图。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。本实施例所述的不封闭交通的公路桥面图像获取方法，主要是将摄像机组安装在桥面高处，比如路灯的灯柱上等，通过旋转轴精确控制摄像机来回旋转，获取公路桥每个位置的信息，由于不封闭交通，所以需要多次扫描桥面，使用定点摄像机按照设定的角度和焦距，来回扫描公路桥面获得图像，对获得的图像作无车辆信息图片筛选或者装拼出无车辆信息图片，排除车辆干扰，获得桥面各段不含车辆信息的图像，对摄像机在不同转角拍摄得到的照片存在的透视畸变的问题，进行畸变矫正，最后各段桥面的图像重新拼接，形成一段完整的公路桥面图像。其包括以下步骤:I)事先统计摄像机拍摄覆盖范围，实际桥面的长度，得到搭架的摄像机数目，且在桥面高处搭建高分辨率摄像机前，得到摄像机旋转的角度及拍摄焦距参数；2)每个摄像机从设定的起始角度开始拍摄，拍摄I张图片，旋转到下个角度，再拍摄I张图片，直至旋转到设定的结束角度；3)每个摄像机在每个角度拍摄得到的I张图片，从其中筛选出无车辆信息的图片，若多张图片无车辆信息，则任取一张，标记为合格；如果I张图片都存在车辆信息，则采用图像处理方法尝试从这I张图片中提取出无车辆信息的互不相同的区域装拼出一张新的完整桥段图片，若装拼得到的新图片能覆盖该摄像机在该角度所能拍摄到的完整桥面范围，则将新图片标记为合格，否则标记为不合格；4)检查所有角度得到的图片是否都为合格，如果是，则跳到下面步骤5)，否则返回上面步骤3);5)从步骤4)中获得单个摄像机拍摄范围内的各段桥面的无车辆信息图片后，按照摄像机成像原理以及相关坐标转换关系，对不同位置得到的无车图片做畸变矫正；6)将步骤5)中得到的矫正后的图片做拼接处理，把相邻角度拍摄得到的图片拼接起来，形成覆盖单个摄像机的所有拍摄范围的公路桥面图片；[0当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不封闭交通的公路桥面图像获取方法，其特征在于：首先，使用定点摄像机按照设定的角度和焦距，来回扫描公路桥面获得图像；其次，通过对获得的图像进行识别和装拼，获得桥面各段不含车辆信息的图像；接着对各段桥面图像做畸变矫正，然后把各段桥面的图像重新拼接，最终形成完整的公路桥面图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少荣，蒋震宇，刘泽佳，董守斌，刘逸平，汤立群，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44