一种基于图像比较的隧道照明灯具清洁效果监测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于图像比较的隧道照明灯具清洁效果监测方法，属于隧道灯具清洁领域。对隧道照明灯具进行清洁，采用高清摄像机获取清洁后照明灯具的图像信息，并以此作为照明灯具的标准图像；在隧道照明灯具清洁车车头和车尾部分别安装高清摄像机，用于获取利用隧道照明灯具清洗车清洗灯具前后的图像信息；结合获取得到的图像信息，根据图像处理方法提取出隧道照明灯具的图像信息，并计算标准图像信息和清洗前的图像信息、标准图像信息和清洗后的图像信息之间的相似度，根据两种相似度之间的比值，本发明专利技术提出了洁净率来对隧道照明灯具清洗效果进行评价，评价结果能有效地描述隧道照明灯具清洁效果，有利于提高隧道养护管理水平。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像比较的隧道照明灯具清洁效果监测方法
本专利技术属于隧道灯具清洁领域，涉及一种基于图像比较的隧道照明灯具清洁效果监测方法。
技术介绍
隧道照明灯具在公路隧道封闭的特殊环境下，照明灯具表面易蒙上烟尘，从而降低照明效率，导致路面照度降低并影响隧道内的行车安全，故需要定期对隧道照明灯具进行清洁。对隧道照明灯具清洁前后的照明效果进行测试，量化照明灯具清洁后隧道照明改善效果，对公路隧道照明灯具维养具有重要工程意义，因此提出一种针对公路隧道照明灯具清洁效果的测试与评价方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于图像比较的隧道照明灯具清洁效果监测方法。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于图像比较的隧道照明灯具清洁效果监测方法，该方法包括以下步骤：1)图像获取；2)图像处理；3)结果评价。可选的，所述1)具体为：在隧道灯具清洁车的车头部和车尾部分别安装一台高清摄像机，用于获取隧道灯具清洁前后的灯具图像信息的变化；隧道灯具清洁车在进行隧道照明灯具清洗前，采用人工清洁的方式对隧道内某一盏灯具进行清洁，清洁干净后利用高清摄像机进行拍照、记录，得到隧道灯具清洁后标准的图像信息IE；利用隧道灯具清洁车在进行隧道照明灯具清洗，利用隧道灯具清洁车上的高清摄像机对即将清洗的隧道灯具进行拍照，并获得其图像信息IA，拍摄角度正对照明灯具；隧道灯具清洁车采用清洁设备对灯具X进行清洗，并利用车尾部高清摄像机以同样的角度对清洗后的照明灯具进行拍摄、记录图像信息IB。可选的，所述高清摄像机的位置和角度与清洁车上的高清摄像机相同。可选的，所述2)具体为：获取高清图像特征；对拍摄的图像信息进行有效区域的提取，借助深度学习中计算机视觉库OpenCV标定图像中隧道照明灯具所在的矩形框，并提取出来。可选的，所述3)具体为：对比高清摄像机A、高清摄像机B与人工清洗后拍摄得到的隧道照明灯具图像IA、IB和IE，分别比较图像IA和IE、图像IB和IE之间的的相似性，根据隧道灯具清洗前后的图像信息与标准清洗下的图像信息的相似性关系，引入灯具洁净率指标来对隧道照明灯具清洁效果进行描述；两个图像Ix和Iy之间的相似性是基于亮度、对比度和结构进行比较衡量的，其表达式分别为c1＝(k1L)2(2)式中，μx为图像Ix的均值；μy为图像Iy的均值；k1为常数，默认为0.01；L为像素值的取值范围；c2＝(k2L)2(4)式中，为图像Ix的方差；为图像Iy的方差；k2为常数，默认为0.03；L为像素值的取值范围；式中，c3为常数，默认取c2的一半；结合亮度、对比度和结构，得到图像Ix和Iy之间的相似度，表达式为SSIM(x,y)＝[l(x,y)·c(x,y)·s(x,y)](6)式中，SSIM(x,y)为图像Ix和Iy之间的相似度，SSIM(x,y)取值在0到1之间，相似度越接近1，说明两图像越相似；否则不相似；分别计算得出图像IA和IE之间的相似性SSIM(IA,IE)、图像IB和IE之间的的相似性SSIM(IB,IE)，那么隧道照明灯具的洁净率指标的表达式为式中，q为隧道照明灯具的洁净率；q值越大，说明清洗后的灯具图像与人工清洗清洗后灯具图像越相似，清洁效果越好；否则清洁效果越差。本专利技术的有益效果在于：对隧道照明灯具清洁前后的照明效果进行测试，量化照明灯具清洁后隧道照明改善效果。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：图1为本专利技术流程图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。如图1所示，为一种基于图像比较的隧道照明灯具清洁效果监测方法。1)图像获取方法获取高清图像信息。在隧道灯具清洁车的车头部和车尾部分别安装一台高清摄像机，用于获取隧道灯具清洁前后的灯具图像信息的变化。隧道灯具清洁车在进行隧道照明灯具清洗前，采用人工清洁的方式对隧道内某一盏灯具进行清洁，清洁干净后利用高清摄像机(其位置、角度与清洁车上的相同)进行拍照、记录，得到隧道灯具清洁后标准的图像信息IE；然后利用隧道灯具清洁车在进行隧道照明灯具清洗，利用隧道灯具清洁车上的高清摄像机对即将清洗的隧道灯具进行拍照，并获得其图像信息IA，其拍摄角度应正对着照明灯具；然后隧道灯具清洁车采用清洁设备对灯具X进行清洗，并利用车尾部高清摄像机以同样的角度对清洗后的照明灯具进行拍摄、记录图像信息IB。2)图像处理方法获取高清图像特征。高清摄像机离隧道照明灯具较远，获取图像时会拍摄到隧道内其他设备，对后面的灯具图像特征的获取产生影响，因此需要对拍摄的图像信息进行有效区域地提取，本专利技术借助深度学习中计算机视觉库(OpenCV)标定图像中隧道照明灯具所在的矩形框，并将其接取出来。3)结果评价方法对比高清摄像机A、高清摄像机B与人工清洗后拍摄得到的隧道照明灯具图像IA、IB和IE，分别比较图像IA和IE、图像IB和IE之间的的相似性，根据隧道灯具清洗前后的图像信息与标准清洗下的图像信息的相似性关系，本专利技术引入灯具洁净率指标来对隧道照明灯具清洁效果进行描述。两个图像Ix和Iy之间的相似性是基于亮度、对比度和结构进行比较衡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像比较的隧道照明灯具清洁效果监测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：/n1)图像获取；/n2)图像处理；/n3)结果评价。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于图像比较的隧道照明灯具清洁效果监测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1)图像获取；
2)图像处理；
3)结果评价。


2.根据权利要求1所述的一种基于图像比较的隧道照明灯具清洁效果监测方法，其特征在于：所述1)具体为：
在隧道灯具清洁车的车头部和车尾部分别安装一台高清摄像机，用于获取隧道灯具清洁前后的灯具图像信息的变化；
隧道灯具清洁车在进行隧道照明灯具清洗前，采用人工清洁的方式对隧道内某一盏灯具进行清洁，清洁干净后利用高清摄像机进行拍照、记录，得到隧道灯具清洁后标准的图像信息IE；
利用隧道灯具清洁车在进行隧道照明灯具清洗，利用隧道灯具清洁车上的高清摄像机对即将清洗的隧道灯具进行拍照，并获得其图像信息IA，拍摄角度正对照明灯具；
隧道灯具清洁车采用清洁设备对灯具X进行清洗，并利用车尾部高清摄像机以同样的角度对清洗后的照明灯具进行拍摄、记录图像信息IB。


3.根据权利要求2所述的一种基于图像比较的隧道照明灯具清洁效果监测方法，其特征在于：所述高清摄像机的位置和角度与清洁车上的高清摄像机相同。


4.根据权利要求2所述的一种基于图像比较的隧道照明灯具清洁效果监测方法，其特征在于：所述2)具体为：
获取高清图像特征；
对拍摄的图像信息进行有效区域的提取，借助深度学习中计算机视觉库OpenCV标定图像中隧道照明灯具所在的矩形框，并提取出来。


5.根据权利要求4所述的一种基于图像比较的隧道照明灯具清洁效果监测方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建忠，丁浩，李文锋，杨孟，胡居义，李科，
申请(专利权)人：招商局重庆交通科研设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50