一种基于深度图像的路面智能检测系统的制作方法

本发明涉及道路检测技术领域，具体涉及一种基于深度图像的路面智能检测系统。

背景技术：

目前，路面不平度检测装置主要有响应类和断面类两类。响应类路面平整度检测设备仪器结构一般较简单，价格低廉，但无法直接获取路面纵断面曲线形状，其检测值不具有时间稳定性，且需经常进行标定。断面类路面平整度检测设备可直接获取路面纵断面曲线形状，但断面类路面平整度检测设备仪器结构复杂，价格昂贵，而且多是离散的检测，即取沿纵向的几个断面值来衡量整条路的平整度值高低，反映的只是以一个近似值。此外，目前的不平度检测装置大多只能测量不平度；或者把多个测量系统集成到一起，以同时测量其他公路路面信息如破损、车辙等。但是各系统之间的信息不共享，存在资源浪费、效率低下的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种基于深度图像的路面智能检测系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种基于深度图像的路面智能检测系统，包括：

图像采集模块，用于获取双摄像头针对同一待检测路面拍摄到的第一图像和第二图像；

深度图像获取模块，用于对所述第一图像和第二图像进行匹配计算以得到对应的深度图像；

深度图像增强模块，用于对所述深度图像进行图像增强处理；

监测模块，用于对图像增强处理后得到的深度图像进行分析处理，获取不平度、破损信息，并显示不平度、破损信息。

优选地，所述监测模块包括分析处理单元和显示单元；所述分析处理单元用于对图像增强处理后得到的深度图像进行分析处理以获取不平度、破损信息；所述显示单元用于显示所述不平度、破损信息。

优选地，所述对图像增强处理后得到的深度图像进行分析处理以获取不平度、破损信息，包括：

对增强处理后得到的深度图像进行分析与处理，得到路面三维数据，形成点云阵列，模拟出路面的三维轮廓，获取不平度、破损信息。

本发明的有益效果为：通过获取深度图像，并对深度图像进行分析处理，实现了路面不平度、破损等多项路面信息的检测，且由显示单元显示不平度、破损信息，能够实现不同系统间的信息共享。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，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是本发明一个示例性实施例的基于深度图像的路面智能检测系统的结构示意框图；

图2是本发明一个示例性实施例的监测模块的结构示意框图；

图3是本发明一个示例性实施例的深度图像增强模块的结构示意框图。

附图标记：

图像采集模块2、深度图像获取模块4、深度图像增强模块6、监测模块8、第一分割单元60、第二分割单元61、第一处理单元62、第二处理单元63、第三处理单元64、分析处理单元80、显示单元82。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本发明实施例提供了一种基于深度图像的路面智能检测系统，包括：

图像采集模块2，用于获取双摄像头针对同一待检测路面拍摄到的第一图像和第二图像；

深度图像获取模块4，用于对所述第一图像和第二图像进行匹配计算以得到对应的深度图像；

深度图像增强模块6，用于对所述深度图像进行图像增强处理；

监测模块8，用于对图像增强处理后得到的深度图像进行分析处理，获取不平度、破损信息，并显示不平度、破损信息。

在一种实施方式中，如图2所示，所述监测模块8包括分析处理单元80和显示单元82；所述分析处理单元80用于对图像增强处理后得到的深度图像进行分析处理以获取不平度、破损信息；所述显示单元82用于显示所述不平度、破损信息。在一种能够实现的方式中，所述对图像增强处理后得到的深度图像进行分析处理以获取不平度、破损信息，包括：对增强处理后得到的深度图像进行分析与处理，得到路面三维数据，形成点云阵列，模拟出路面的三维轮廓，获取不平度、破损信息。

本发明上述实施例通过获取深度图像，并对深度图像进行分析处理，实现了路面不平度、破损等多项路面信息的检测，且由显示单元显示不平度、破损信息，能够实现不同系统间的信息共享。

在一种可选的方式中，如图3所示，所述深度图像增强模块6包括：

第一分割单元60，用于对第一图像进行分割以得到第一目标图像块和第一背景图像块，还用于对第二图像进行分割以得到第二目标图像块和第二背景图像块；

第二分割单元61，用于对所述深度图像进行分割，得到目标深度图像块和背景深度图像块；

第一处理单元62，用于对所述第一目标图像块和第一背景图像块分别进行平滑处理后组合得到处理后的第一图像，还用于对所述第二目标图像块和第二背景图像块分别进行平滑处理后组合得到处理后的第二图像；

第二处理单元63，用于采用所述处理后的第一图像对所述目标深度图像块进行联合双边滤波处理；

第三处理单元64，用于采用所述处理后的第二图像对进行联合双边滤波处理后的深度图像块进行滤波处理得到所述图像增强处理后的深度图像。

在一种能够实现的方式中，对所述第一图像和第二图像采用双目匹配算法进行计算得到深度图像。

双摄像头是一种模拟人眼成像的两个摄像头组成的摄像头组，能够利用双摄像头拍摄照片以分别获取两张图像的景深信息，生成深度图像，然而生成的深度图像会存在细节增强精度不高的问题。本实施例先采用处理后的第一图像对深度图像块进行联合双边滤波处理，再采用所述处理后的第二图像对进行联合双边滤波处理后的深度图像块进行滤波处理，通过双重滤波的方式，有利于使得深度图像的细节增强的精度更高，进而使得深度图像深度更完整，画质更佳，为后续对路面的检测提供较优的深度图像。

在一种能够实现的方式中，对第一目标图像块和第二目标图像块皆采用导向滤波进行平滑处理。在一种能够实施的方式中，对第一背景图像块和第二背景图像块皆采用导向滤波进行平滑处理。

在一种能够实施的方式中，对所述深度图像进行分割，包括：

(1)对得到的第一张深度图像采用边缘检测算法进行检测并分割得到目标深度图像块和背景深度图像块，所述目标深度图像块包括待检测路面图像；

(2)获取得到的第一张目标深度图像块中各像素的平均深度值最大深度值pmax和最小深度值pmin，将该平均深度值作为像素深度阈值；

(3)对得到的第二张及以上的深度图像采用阈值分割的方式进行分割，具体为：

1)读取计算得到的第i张深度图像的深度帧，i之2，并进行位操作得到所述第i张深度图像的各像素的深度值；

2)将各像素的深度值与所述像素深度阈值进行比较，若像素s的深度值满足下列公式，则保持像素s的深度值不变，否则将像素y的深度值置为0：

式中，p0(s)为像素s的深度值，z为预设的调整系数；

3)将深度值为0的像素对应的图像块归为背景深度图像块，将其他像素对应的图像块归为目标深度图像块。

本实施例利用边缘检测算法对计算得到的第一张深度图像进行分割处理，并利用阈值分割方法对后续的深度图像进行分割处理，解决了将待检测路面图像从深度图像中的背景分离出来的问题，降低了背景对深度图像的干扰，同时大大减少了运算量；其中本实施例根据处理得到第一张目标深度图像块中各像素的深度值数据运用到后续的阈值分割中，将该深度值数据的平均值作为阈值分割的像素深度阈值，相对于主观确定阈值的方式，能够有效提高图像分割精度。

在一种能够实现的方式中，采用所述处理后的第一图像对所述目标深度图像块进行联合双边滤波处理，其中改进联合双边滤波处理公式为：

式中，p(y)为对所述深度图像进行平滑预处理后的深度图像中的像素y的深度值，p0(y)为在对所述深度图像进行平滑预处理之前的像素y的深度值；p0(yi)为在对所述深度图像进行平滑预处理之前的像素yi的深度值，yi∈nh(y)，nh(y)为以y为中心半径为h的局部邻域；f(yi，y)为未改进时的联合双边滤波器的权重系数，ka为基于高斯函数的距离标准差，kb为基于高斯函数的亮度标准差，ka、kb的具体取值由专家进行设定。

联合双边滤波器是一种使用高质量参考信号对低质量目标信号进行滤波处理的双边滤波器，通过联合双边滤波器对图像进行处理，能够使得低质量信号在高质量信号的平坦区域保持平滑，并使低质量信号与高质量信号在边缘细节上保持一致，其中联合双边滤波器的权重系数由空域平滑函数和值域平滑函数的乘积给出。

本实施例对联合双边滤波器的滤波处理公式进行改进，在原始联合双边滤波器的权重系数的基础上增加了与深度图像像素相关的指数函数，以削弱不同深度层次上像素之间的相关性。利用改进的联合双边滤波器对所述深度图像进行平滑预处理，有利于使得深度图像中同一深度层之间像素的深度值更为平滑，从而在保留了深度图像的边缘信息的前提下提高对深度图像进行平滑预处理的效果，使得滤波后图像表面较为平整，边缘得到改善，更接近路面实际形状，为后续对待检测路面的分析提供了较优的深度图像基础。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。