一种基于无人机遥感的高速公路标志标牌检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于无人机遥感的高速公路标志标牌检测方法，确定需要对标志标牌进行检测的路段起点与终点；获取检测区间内标志标牌应布设清单；采用搭载摄像设备与GPS模块的无人机，并基于图像识别技术对检测区域进行粗略检测；采用搭载双目相机与GPS模块的无人机，并基于图片识别与双目视觉算法对标志标牌进行精确检测；得到检测区域内标志标牌的损坏检测结果。本发明专利技术实现了高速公路标志标牌的标准化、自动化检测，降低了传统人工方法带来的生命危险以及交通影响，并有效消除了观测人员主观判断对客观评价标准的影响。主观判断对客观评价标准的影响。主观判断对客观评价标准的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机遥感的高速公路标志标牌检测方法


[0001]本专利技术属于道路工程领域，特别涉及了一种高速公路标志标牌检测方法。

技术介绍

[0002]随着国民经济的持续增长，作为国民经济的基础设施——公路交通也蓬勃发展。据交通运输部统计数据显示，截止到2019年末，全国公路总里程达到501.25万公里，公路密度为52.21公里/百平方公里，较上年增加1.73公里/百平方公里。在高速公路网络大规模建设的同时，人们对高等级公路运营管理和养护的要求越来越高。近年来，公路养护里程占公路总里程比例不断上升：2014年公路养护里程所占比例达97.5％；2019年公路养护里程495.31万公里，占公路总里程98.8％。
[0003]为保证高速公路安全、迅速、经济、舒适的营运和正常使用，按规定要设置必要的高速公路沿线设施。高速公路沿线设施主要包括交通安全设施、交通管理设施、附属设施等。在高速公路运营期间，高速公路沿线设施会出现一些损坏，如防护设施缺损、隔离栅损坏等，尤其是标志标牌损坏，致使高速公路在使用年限内服务水平下降，这不仅严重影响高速公路的服务功能、阻碍交通运输综合效益的发挥，而且增加交通事故的发生。因此，有必要开发一套针对高速公路标志标牌的自动化检测系统，为高速公路管理养护部门提供参考。
[0004]目前，对于高速公路标志标牌的检测方法相对较简单，主要是根据公路技术状况评定标准，依靠人工观察与排查缺少或损坏的标志标牌，手动测量或估算破损程度等，填写沿线设施损坏调查表，计算沿线设施技术状况指数(TCI)作为沿线设施的评价指标，这种方法主要依赖人工检测与检测人员的主观判断，现场人员不仅有可能对高速公路运行状态造成影响，更无法保证检测人员的人身安全，同时，对于缺损认定的主观倾向还会影响评价结果的客观性与准确性。另外，现在有一些基于车载设备的检测技术，但这些技术仍然依靠内业人员后期对缺损设施进行手动选取与筛选，未能实现自动化标准化检测与评价。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
提到的技术问题，本专利技术提出了一种基于无人机遥感的高速公路标志标牌检测方法。
[0006]为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种基于无人机遥感的高速公路标志标牌检测方法，包括以下步骤：
[0008](1)确定需要对标志标牌进行检测的路段起点与终点；
[0009](2)获取检测区间内标志标牌应布设清单；
[0010](3)采用搭载摄像设备与GPS模块的无人机，并基于图像识别技术对检测区域进行粗略检测；
[0011](4)采用搭载双目相机与GPS模块的无人机，并基于图片识别与双目视觉算法对标志标牌进行精确检测；
[0012](5)综合步骤(2)
‑
(4)的结果，得到检测区域内标志标牌的损坏检测结果。
[0013]进一步地，在步骤(1)中，将检测路段按1km的间隔划分为若干小块，最后一段若不足1km则按1km计，记第i个小块的起点桩号和终点桩号为i
SP
与i
EP
。
[0014]进一步地，在步骤(2)中，通过查阅设计与施工资料或专家咨询，获取检测区间内标志标牌应布设清单，该清单包含检测区间内应布设标志标牌的数量、种类、形状和位置信息。
[0015]进一步地，在步骤(3)中，搭载摄像设备与GPS模块的无人机从检测区间的起点到终点进行巡航拍摄，飞行位置为道路中线正上方，飞行方向为道路行车方向，飞行高度根据实际障碍物情况调整，飞行速度根据无人机型号与天气状况调整，拍摄的同时记录无人机的GPS信息，拍摄得到的视频通过基于YOLO V3的图像识别技术进行识别，获取检测区间内标志标牌粗略的数量、种类和位置信息。
[0016]进一步地，在步骤(4)中，在利用搭载双目相机与GPS模块的无人机进行拍摄前，对双目相机进行标定。
[0017]进一步地，在步骤(4)中，根据步骤(3)中粗略检测得到的位置信息，采用搭载双目相机与GPS模块的无人机在检测区间内进行巡航与定点拍摄，具体过程如下：
[0018]无人机起飞后先升高到30m以上的安全、空旷高度，巡航到步骤(3)获取的某个标志标牌位置附近时，飞行高度下降，以能正向平视拍摄标志标牌牌面内容且处于画面正中为准，使用双目相机拍摄图片并记录相应位置信息，拍摄完成后重新升高到安全高度继续巡航至下一个位置，拍摄得到的图片通过基于图片识别与双目视觉测距算法，获取精确的标志标牌种类、尺寸、位置信息，并通过与标准尺寸模板对比重合率，判断标志标牌是否破损，若重合率低于设定的阈值，则判定为破损，否则判定为完好。
[0019]进一步地，所述图片识别与双目视觉测距算法依次包括双目标定、畸变校正、立体校正、图像识别、立体匹配、三维坐标反算与尺寸计算以及破损检测。
[0020]进一步地，在步骤(5)中，汇总步骤(3)和(4)得到标志标牌种类、位置和破损信息，并通过与步骤(2)中的应布设清单对照，确定是否有标志标牌的缺失，最后输出标志标牌损坏调查表。
[0021]采用上述技术方案带来的有益效果：
[0022]本专利技术实现了高速公路标志标牌的标准化、自动化检测，极大降低了传统人工方法带来的生命危险以及交通影响，并有效消除了观测人员主观判断对客观评价标准的影响，在检测方法上具有创新性，在评价内容上亦更具客观准确性。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的方法流程图；
[0024]图2是实施例中标志标牌粗检视频截图；
[0025]图3是实施例中无人机搭载双目相机示意图；
[0026]图4是实施例中无人机拍摄标牌的双目图；
[0027]图5是实施例中标牌双目图片检测结果图。
具体实施方式
[0028]以下将结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0029]本专利技术设计了一种基于无人机遥感的高速公路标志标牌检测方法，步骤如下：
[0030]步骤1：确定需要对标志标牌进行检测的路段起点与终点；
[0031]步骤2：获取检测区间内标志标牌应布设清单；
[0032]步骤3：采用搭载摄像设备与GPS模块的无人机，并基于图像识别技术对检测区域进行粗略检测；
[0033]步骤4：采用搭载双目相机与GPS模块的无人机，并基于图片识别与双目视觉算法对标志标牌进行精确检测；
[0034]步骤5：综合步骤2
‑
4的结果，得到检测区域内标志标牌的损坏检测结果。
[0035]在本实施例中，优选地，对于上述步骤1，将检测区间范围按1km的间隔划分为n个小块，最后一段不足1km的按1km计。记被检测对象的小块为i小块，其中i＝1,2,3,
…
,n。记第i个小块的起点桩号和终点桩号为i
SP
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EP
。
[0036]在本实施例中，优选地，对于上述步骤2，通过查阅设计与施工资料或专家咨询，获取检测区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机遥感的高速公路标志标牌检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)确定需要对标志标牌进行检测的路段起点与终点；(2)获取检测区间内标志标牌应布设清单；(3)采用搭载摄像设备与GPS模块的无人机，并基于图像识别技术对检测区域进行粗略检测；(4)采用搭载双目相机与GPS模块的无人机，并基于图片识别与双目视觉算法对标志标牌进行精确检测；(5)综合步骤(2)
‑
(4)的结果，得到检测区域内标志标牌的损坏检测结果。2.根据权利要求1所述基于无人机遥感的高速公路标志标牌检测方法，其特征在于，在步骤(1)中，将检测路段按1km的间隔划分为若干小块，最后一段若不足1km则按1km计，记第i个小块的起点桩号和终点桩号为i
SP
与i
EP
。3.根据权利要求1所述基于无人机遥感的高速公路标志标牌检测方法，其特征在于，在步骤(2)中，通过查阅设计与施工资料或专家咨询，获取检测区间内标志标牌应布设清单，该清单包含检测区间内应布设标志标牌的数量、种类、形状和位置信息。4.根据权利要求1所述基于无人机遥感的高速公路标志标牌检测方法，其特征在于，在步骤(3)中，搭载摄像设备与GPS模块的无人机从检测区间的起点到终点进行巡航拍摄，飞行位置为道路中线正上方，飞行方向为道路行车方向，飞行高度根据实际障碍物情况调整，飞行速度根据无人机型号与天气状况调整，拍摄的同时记录无人机的GPS信息，拍摄得到的视频通过基于YOLO V3的图像识别技术进行识别，获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：马涛，卜天翔，朱俊清，韩诚嘉，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：