一种基于机器视觉的路面裂缝检测系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于机器视觉的路面裂缝检测系统，该系统包括：控制模块，用于接收位置定位信息并产生控制激励信号，输出控制激励信号给所述路面图像采集模块，并将接收到的定位信息实时转发至图像处理模块；图像采集模块，根据接收到的控制激励信号对路面图像进行采集获得路面图像，并将路面图像传输至图像处理模块；图像处理模块对获取的路面图像进行处理，以及利用图像识别方法对路面图像中存在的裂缝进行识别得到对应的裂缝种类，并依据采集路面图像的时间以及所述定位信息对所述识别出存在裂缝的路面图像进行标识；本发明专利技术提出的该路面裂缝检测系统检测过程中不阻断交通流，且从多个层面提高了检测的准确度，并且相应的提高了检测效率。

A Pavement Crack Detection System Based on Machine Vision

The invention proposes a pavement crack detection system based on machine vision, which includes: control module, which receives location information and generates control excitation signal, outputs control excitation signal to the pavement image acquisition module, and transmits the received location information to the image processing module in real time; image acquisition module, which receives control excitation signal according to the received control excitation signal. Pavement image is acquired and transmitted to image processing module; image processing module processes the acquired pavement image and identifies the cracks existing in the pavement image by image recognition method to get the corresponding types of cracks, and identifies the cracks according to the time of collecting the pavement image and the location information. The pavement image is marked; the pavement crack detection system proposed by the invention does not block traffic flow in the detection process, and improves the detection accuracy from multiple levels, and correspondingly improves the detection efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的路面裂缝检测系统
本专利技术涉及路面裂缝检测
，特别是一种基于机器视觉的路面裂缝检测系统。
技术介绍
要加强沥青道路的平时养护工作(关键在于道路表面状况的信息采集)，机器视觉方法在其他沥青路面裂缝检测装置中也有应用，多集成在检测车辆上，而对路面裂缝检测的方法主要包括人工检测路面裂缝、激光检测路面裂缝和利用摄像机检测路面裂缝三种方法。人工检测路面裂缝的方法需要检测人员到路面现场对所有的路面进行检测，检测人员对路面裂缝的位置、长度、宽度和面积进行测量记录，对记录的数据进行统计、归类和存档，最后根据路面裂缝评价标准对记录的裂缝进行评价，此种方式费钱费力效率相对较低；激光检测路面裂缝的方法主要由承载激光扫描器的承载车对路面裂缝进行检测，此种方式对设备以及检测环境要求较高；利用摄像机检测路面裂缝的方法由承载摄像机和测距仪的检测车对路面进行检测，此种方式检测方式合理实用，且不用封路，但现有技术中采用此种方式的检测准确度较低，检测效率与准确度都亟待提高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种基于机器视觉的路面裂缝检测系统，该系统具有不封车道、不阻断交通流；且从多个层面提高了检测的准确度，并且相应的提高了检测效率。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了一种基于机器视觉的路面裂缝检测系统，该系统包括：控制模块，用于接收位置定位信息并产生控制激励信号，输出控制激励信号给所述路面图像采集模块，并将接收到的定位信息实时转发至图像处理模块；图像采集模块，根据接收到的控制激励信号对路面图像进行采集获得路面图像，并将路面图像传输至图像处理模块；图像处理模块对获取的路面图像进行处理，以及利用图像识别方法对路面图像中存在的裂缝进行识别得到对应的裂缝种类，并依据采集路面图像的时间以及所述定位信息对所述识别出存在裂缝的路面图像进行标识；储存模块，一方面用于储存人工导入具有裂缝且裂缝种类已知的路面图像，另一方面还用于储存经过所述图像处理模块识别出具有裂缝的经过标识的路面图像。电源，为控制模块、图像采集模块、图像处理模块、储存模块供电。优选地，所述图像采集模块包括调节装置以及面阵CCD摄像机；所述调节装置用于调节所述面阵CCD摄像机镜头与待测路面的距离；所述面阵CCD摄像机用于对路面进行拍摄获取路面图像，并将获取的路面图像以及拍摄时间输出给图像处理模块。优选地，所述路面裂缝检测系统还包括图像校正模块，设置与图像采集模块与所述图像处理模块之间，用于对采集到的所述路面图像依据路面参数进行去除畸变、矫正得到矫正后的图片，再将矫正后的图片送至所述图像处理模块。优选地，所述图像处理模块包括图像预处理单元、裂缝分离单元、裂缝特征提取单元以及裂缝类别识别单元；所述图像预处理单元用于对获取的路面图像进行去噪平滑处理，然后将处理后的图像送至裂缝分离单元进行分割得到路面图像中的裂缝区域；所述裂缝特征提取单元用于接收所述裂缝区域并且从所述裂缝区域中提取出对应的裂缝特征，并将所述裂缝特征送入所述裂缝类别识别模块；所述裂缝类别识别单元接收到裂缝特征后，利用已经训练完备的分类器对所述裂缝特征进行分类识别，得到所述裂缝特征对应的裂缝类别。优选地，所述裂缝分离单元对接收到的路面图像中进行分割得到裂缝区域的具体过程为：首先，对接收到的路面图像进行处理，得到与该路面图像对应的经过归一化的灰度图像以及经过归一化的梯度图像，基于该灰度图像与梯度图像数据，建立灰梯度概率联合矩阵；然后，依据该灰梯度概率联合矩阵，计算图像的最优分割阀值来对所述接收到的路面图像进行分割处理得到类裂缝区域；最后，将分割得到的类裂缝区域依据数学形态学算法进行膨胀运算、闭合运算，进而去除所述类裂缝区域内的面积较大的伪裂缝区域，再通过二值化图像处理得所述裂缝区域。优选地，所述最优分割阀值的计算公式为：式中，所述(s,k)为最优分割阀值，所述qij为灰梯度概率联合矩阵中第i行第j列的元素值，通过公式可计算得到；hij代表着使得灰度图像中灰度值为i且梯度图像中梯度值为j的像素点的个数；H为设定的最大的灰度级；T为设定的最大梯度级；s为对应图像灰度级的分割值，k为对应图像梯度级的分割值。本专利技术的有益效果为：本专利技术提出了一种基于机器视觉的路面裂缝检测系统，通过对采集到的路面图像的一系列处理，具体为对路面图像进行校正、去噪、分割出图像中的裂缝区域，进而对图像区域的图像特征进行提取，并依据该特征对裂缝区域中裂缝的类别进行识别，该检测系统具有不封车道、不阻断交通流；且从多个层面提高了检测的准确度，并且相应的提高了检测效率。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1为本专利技术一个优选实施例中所述路面裂缝检测系统的功能模块组成连接图。具体实施方式结合以下应用场景对本专利技术作进一步描述。参见图1，本实施例中，提供了一种基于机器视觉的路面裂缝检测系统，该系统包括：控制模块，用于接收位置定位信息并产生控制激励信号，输出控制激励信号给所述路面图像采集模块，并将接收到的定位信息实时转发至图像处理模块；图像采集模块，根据接收到的控制激励信号对路面图像进行采集获得路面图像，并将路面图像传输至图像处理模块；图像处理模块对获取的路面图像进行处理，以及利用图像识别方法对路面图像中存在的裂缝进行识别得到对应的裂缝种类，并依据采集路面图像的时间以及所述定位信息对所述识别出存在裂缝的路面图像进行标识；储存模块，一方面用于储存人工导入具有裂缝且裂缝种类已知的路面图像，另一方面还用于储存经过所述图像处理模块识别出具有裂缝的经过标识的路面图像。电源，为控制模块、图像采集模块、图像处理模块、储存模块供电。本实施例中，所述图像采集模块包括调节装置以及面阵CCD摄像机；所述调节装置用于调节所述面阵CCD摄像机镜头与待测路面的距离；所述面阵CCD摄像机用于对路面进行拍摄获取路面图像，并将获取的路面图像以及拍摄时间输出给图像处理模块。本实施例中，所述路面裂缝检测系统还包括图像校正模块，设置与图像采集模块与所述图像处理模块之间，用于对采集到的所述路面图像依据路面参数进行去除畸变、矫正得到矫正后的图片，再将矫正后的图片送至所述图像处理模块。本实施例中，所述对路面图像依据路面参数进行去除畸变、矫正得到矫正的具体过程为：针对待测路面信息、拍摄高度、角度与选型相机的参数，选取合适的标定板，所述标定板采用长度6.5mm、宽度4.2mm、喷涂有28行36列圆形点的黑白标定板，圆形点之间的间距为0.160826m；根据标定板对所述待检测路面进行标定，得到对应的标定信息，所述标定信息包括有相机的内参、拍摄位姿以及单位像素所代表的尺寸；利用相机的内参、拍摄位姿计算参考系的变换矩阵，依据所述变换矩阵将所述路面图像由世界坐标系转换成相机坐标系下，进而得到了在相机坐标系下对应路面图像的投影空间信息；通过矫正模型将所述投影空间信息进行去畸变，矫正得到无畸变的投影空间信息；所述矫正模型为：式中，μ′为矫正后的μ方向的坐标，μ0为有畸变的μ方向的坐标；v′矫正后的v方向的坐标，v0为有畸变的v方向的坐标，k1为μ方向的畸变系数，k2为v本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的路面裂缝检测系统，其特征在于，该系统包括：控制模块，用于接收位置定位信息并产生控制激励信号，输出控制激励信号给所述路面图像采集模块，并将接收到的定位信息实时转发至图像处理模块；图像采集模块，根据接收到的控制激励信号对路面图像进行采集获得路面图像，并将路面图像传输至图像处理模块；图像处理模块对获取的路面图像进行处理，以及利用图像识别方法对路面图像中存在的裂缝进行识别得到对应的裂缝种类，并依据采集路面图像的时间以及所述定位信息对所述识别出存在裂缝的路面图像进行标识；储存模块，一方面用于储存人工导入具有裂缝且裂缝种类已知的路面图像，另一方面还用于储存经过所述图像处理模块识别出具有裂缝的经过标识的路面图像；电源，为控制模块、图像采集模块、图像处理模块、储存模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的路面裂缝检测系统，其特征在于，该系统包括：控制模块，用于接收位置定位信息并产生控制激励信号，输出控制激励信号给所述路面图像采集模块，并将接收到的定位信息实时转发至图像处理模块；图像采集模块，根据接收到的控制激励信号对路面图像进行采集获得路面图像，并将路面图像传输至图像处理模块；图像处理模块对获取的路面图像进行处理，以及利用图像识别方法对路面图像中存在的裂缝进行识别得到对应的裂缝种类，并依据采集路面图像的时间以及所述定位信息对所述识别出存在裂缝的路面图像进行标识；储存模块，一方面用于储存人工导入具有裂缝且裂缝种类已知的路面图像，另一方面还用于储存经过所述图像处理模块识别出具有裂缝的经过标识的路面图像；电源，为控制模块、图像采集模块、图像处理模块、储存模块供电。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的路面裂缝检测系统，其特征在于，所述图像采集模块包括调节装置以及面阵CCD摄像机；所述调节装置用于调节所述面阵CCD摄像机镜头与待测路面的距离；所述面阵CCD摄像机用于对路面进行拍摄获取路面图像，并将获取的路面图像以及拍摄时间输出给图像处理模块。3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的路面裂缝检测系统，其特征在于，所述路面裂缝检测系统还包括图像校正模块，设置与图像采集模块与所述图像处理模块之间，用于对采集到的所述路面图像依据路面参数进行去除畸变、矫正得到矫正后的图片，再将矫正后的图片送至所述图像处理模块。4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的路面裂缝检测系统，其特征在于，所述图像处理模块包括图像预处理单元、裂缝分离单...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金源，
申请(专利权)人：深圳万智联合科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44