一种公路桥面图像获取方法与流程

本发明涉及图像获取技术领域，具体为一种公路桥面图像获取方法。

背景技术：

国家对我国的基础建设的投入巨大，尤其是架桥修路，在桥的假设后，还要对桥梁的健康进行实时的监测，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，目前我国大多数检测方式还是采用人工现场的判断，这种方式发现问题不及时，效率低下，而且由于需要人工现场判断，因此只能在车流少、公路路面占用少的时机下才能进行现场判断，这必然导致实时判断困难，不能及时去检测公路路面。

其次，也有部分现有技术中桥梁检测采用现代化的检测方式，其为在桥梁表面设置监控摄像头，通过摄像头进行拍摄获取图像，然后分析图像从而发现病害，但是其往往图像不清晰，并且受到天气和光线因素的影响。

此外，由于其仅仅是在图片中发现了病害，但是图片的显示和现实中的公路前面位置不是那么容易对应，往往需要根据图片去细心对应图片的位置，这导致即使知道病害之后在实际路面上查找真实的病害位置即定位依然困难，因此，希望能够提供定位模块，其可以实现将定位和拍摄进行相结合，如何在拍摄的图像计入定位数据，从而可以通过图片就快速查询出现问题的具体位置，进行定位，从而可以快速查找到公路的实际病害位置，进行公路检修，从而提高了维护的及时性。

此外，现有技术中，多少拍摄图片，然后通过人工分析图片，从而去查找、检测和判断路面是否存在病害，并查找出出位置，但是桥梁的病害检测频率比较高，这边必然需要拍摄很多图片，为了分析，这些拍摄图片均需要人工分析，那么，由于人工人性效率低，而拍摄的图片又多，这必然导致公路路面检测、判断十分困难，而且效率低；因此，希望能提供一种可以实现虚拟现实的显示，即显示系统可以显示出拍摄出问题区域，并在地图上显示，从而增加该图像获取系统的可视化效果，以增加新的技术效果。

另外，当获取公路桥面的图像时，由于路上不可避免的是，存在来回运动的汽车及其他运营车辆，这些来回运动的汽车和运营车辆必然会挡住了拍摄的路面，因此导致路面不能拍摄的完美，存在不能发现的盲区，这必然导致路面病害发现不全面的情况，因此希望能进行更加智能精细的图片对比分析和拼接，同时降低被挡住的缺陷。

基于上述技术问题，希望提供一种更加有效的公路桥面图像获取系统和方法，以便克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种公路桥面图像获取方法，其通过定位装置和拍摄系统的联合作用，实现拍摄图像和实景的位置结合，从而可以帮助维护人员快速查找出病害信息并获得具体位置，并且可以通过显示模块明显突出显示该获取系统获取的病害，减小人工根据图片进行判断的简单而繁杂的劳动，此外，该系统通过对拍摄的区域进行网格化划分，并通过判断是否存在汽车等运动物，最后进行获取无运动物的图片进行合并，形成无运动物的汽车，从而可以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种公路桥面图像获取方法，包括图像获取系统，该图像获取系统包括：摄像头、图像筛选模块(2)、临时储存模块(3)、图像分析模块(4)、图片对比模块(5)、图像拼合模块(6)、位置分析模块(7)、定位模块(8)、中央处理器(9)、摄像控制模块(10)和显示模块(14)，摄像头电性输出连接图像筛选模块，图像筛选模块电性输出连接临时储存模块，临时储存模块电性输出连接图像分析模块和图片对比模块，图片对比模块电性输出连接图像拼合模块，图像分析模块双向电性连接位置分析模块，图像分析模块电性输出连接图片对比模块，图像分析模块双向电性连接定位模块，定位模块电性输出连接中央处理器，中央处理器电性输出连接摄像控制模块，摄像控制模块电性输出连接摄像头，图像分析模块电性输出连接中央处理器，中央处理器电性输出连接补光灯控制模块，补光灯控制模块电性输入连接光线分析模块，补光灯控制模块电性输出连接补光灯；

所述显示模块(14)分别电性连接图像拼合模块(6)和图像分析模块(7)，从而对经过图像拼合模块合成的图像加注定位信息，以便可以在显示模块上显示相应的出现病害的图像和位置信息，当操纵系统的指针停留在该图像的位置时，则显示系统自动提示该指针的坐标位置信息；

所述显示模块(14)能够分析拼接的图像，其能够分析出图像中的病害位置，并对图像进行标注病害位置和病害大小，以突出的颜色和曲线围绕显示，从而可以显著病害信息；并且，在该显示模块中还以文档的形式显示病害位置和病害大小，从而用户可以快速读取病害信息；此外，所述显示模块(14)具备截屏功能，其能对显示模块实时显示的信息进行截屏，从而输出图表信息和病害文档信息；

所述的公路桥面图像获取步骤如下：

s1、摄像头在特定的时段同时拍摄多张照片，并且通过图像筛选模块将排出的照片进行筛选，将曝光质量好，无车辆遮挡的照片传送至临时储存模块中进行临时储存，图像分析模块对临时储存模块中储存的图片的感光、阴影进行分析，并识别图中曝光不佳的区域，并根据图片的信息识别图片的的具体位置，将曝光信息和位置新型传输至中央处理器内；

s2、中央处理器生成命令，通过摄像控制模块控制摄像头进行重新的拍摄，当阴影分析模块检测出大面积的阴影的时候，中央处理器生成控制命令，通过补光灯控制模块控制补光灯照射阴影的区域，光线分析模块检测光线强度，辅助补光达到平衡状态，同时控制摄像头再进行拍摄；

s3、图像分析模块将图片传输至图片对比模块中进行对比，挑选光线最接近的图片进行拼合，替换阴影位置，最终形成完整的图片；

s4、所述图像拼合模块(6)包括网格划分模块(61)、rom存储器(62)、网格替换模块(63)、移动物识别模块(64)，所述网划分模块(61)将拍摄的图像进行网格划分，成合适的大小，并将划分的网格图像输送至rom存储器(62)和移动物识别模块(64)，所述移动物识别模块(64)逐个网格判断是否存在移动物，如果存储移动物体，则再次获取一张步骤s3中的图片，并且该图像拼合模块专门获取不存在移动物的照片，并发送给网格替换模块以便替换该网格的图像，如果该获取的图像不合格，依然再次获取图像，直到最后rom存储器(62)存储的是有没有移动物构成的图像。

优选的，图像分析模块包括，调取模块，调取模块电性输出连接感光分析模块、车辆识别模块、阴影分析模块和区域识别模块。

优选的，调取模块电性输入连接临时储存模块，感光分析模块和车辆识别模块均电性输出连接中央处理器，阴影分析模块电性输出连接位置分析模块，阴影分析模块电性输出连接中央处理器。

优选的，中央处理器包括光线分析模块和位置分析模块，光线分析模块和位置分析模块均电性输出连接控制模块。

优选的，光线分析模块电性输入连接图像分析模块，位置分析模块电性输入连接定位模块，获取位置信息，控制模块电性输出连接摄像控制模块和补光灯控制模块。

优选的，摄像头和补光灯均等距设置在桥面的两侧，摄像头为360°可调节摄像头。

优选的，补光灯为360°可调节补光灯，补光灯控制模块包括光线强度控制模块，和照射角度控制模块，且光线强度控制模块和照射角度控制模块均电性输出连接补光灯。

优选的，所述显示模块可以手动标识，从而可以标识需要重点关注的区域，以便了解重点关注区域的病害情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过拍摄多张图片并自动识别图片的位置和阴影区域，通过匹配感光相近的照片进行拼合，增强了图片的质量，能够短时间内获取高质量的桥面图像，便于及时的发现桥面异常，增加了维护的效果，减少了交通事故的发生几率；

2、本发明通过图像分析模块分析图片中曝光不足的位置或者阴影区域，中央处理器能够通过补光灯控制模块控制补光灯进行补光照射，最大限度的减轻曝光不足的问题，增加图片的质量，最大限度的减小天气和光线对图片质量的影响；

3.本发明可以对拍摄的照片进行网格化划分，从而进行多个图片的拼接处一个虚拟无移动车辆的公路图片，从而使得病害观测更加清晰化。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种公路桥面图像获取方法的原理图；

图2为为根据本发明实施例的一种公路桥面图像获取方法的图像分析模块原理框图；

图3为根据本发明实施例的一种公路桥面图像获取方法的中央处理器原理框图；

图4为根据本发明实施例的一种公路桥面图像获取方法的流程图；

图5为根据本发明实施例的一种公路桥面图像获取方法的图像拼合模块原理框图。

图中：1、摄像头；2、图像筛选模块；3、临时储存模块；4、图像分析模块；41、调取模块；42、感光分析模块；43、车辆识别模块；44、阴影分析模块；45、区域识别模块；5、图片对比模块；6、图像拼合模块；61、网格划分模块；62、rom存储器；63、网格替换模块；64、移动物识别模块；7、位置分析模块；8、定位模块；9、中央处理器；91、光线分析模块；92、位置分析模块；93、控制模块；10、摄像控制模块；11、补光灯控制模块；12、光线分析模块；13、补光灯；14、显示模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在其中一个实施例中，请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种公路桥面图像获取方法，包括图像获取系统，该图像获取系统包括：摄像头1、图像筛选模块2、临时储存模块3、图像分析模块4、图片对比模块5、图像拼合模块6、位置分析模块7、定位模块8、中央处理器9、摄像控制模块10和显示模块14，摄像头1电性输出连接图像筛选模块2，对摄像头1的图像进行筛选，筛选出无车辆遮挡的图片，图像筛选模块2电性输出连接临时储存模块3，将筛选过的图片临时储存在临时储存模块3内，作为备用，临时储存模块3电性输出连接图像分析模块4和图片对比模块5，图像分析模块4对摄像头1的图片的感光度、位置和阴影区域进行分别分析，图片对比模块5电性输出连接图像拼合模块6，将处理后的照片进行相互的拼合，形成高质量的完整桥面图像，图像分析模块4双向电性连接位置分析模块7，分析图片的位置，便于拼合，图像分析模块4电性输出连接图片对比模块5，将图片传输至图片对比模块5中与临时储存模块3中的图片进行比对，图像分析模块4双向电性连接定位模块8，确定阴影的位置，并将数据传输至中央处理器9中，定位模块8电性输出连接中央处理器9，中央处理器9根据图像分析模块4和图片对比模块5中的数据分别对摄像控制模块10和补光灯控制模块11进行控制，调整拍摄图片，中央处理器9电性输出连接摄像控制模块10，摄像控制模块10电性输出连接摄像头1，图像分析模块4电性输出连接中央处理器9，中央处理器9电性输出连接补光灯控制模块11，补光灯控制模块11电性输入连接光线分析模块12，使补光达到与外界平衡，补光灯控制模块11电性输出连接补光灯13，便于控制补光灯的位置和强度；

该公路桥面图像获取步骤为：

s1、摄像头1在特定的时段同时拍摄多张照片，并且通过图像筛选模块2将排出的照片进行筛选，将曝光质量好，无车辆遮挡的照片传送至临时储存模块3中进行临时储存，图像分析模块4对临时储存模块3中储存的图片的感光、阴影进行分析，并识别图中曝光不佳的区域，并根据图片的信息识别图片的的具体位置，将曝光信息和位置新型传输至中央处理器9内；

s2、中央处理器9生成命令，通过摄像控制模块10控制摄像头1进行重新的拍摄，当阴影分析模块44检测出大面积的阴影的时候，中央处理器9生成控制命令，通过补光灯控制模块11控制补光灯13照射阴影的区域，光线分析模块12检测光线强度，辅助补光达到平衡状态，同时控制摄像头1再进行拍摄；

s3、图像分析模块4将图片传输至图片对比模块5中进行对比，挑选光线最接近的图片进行拼合，替换阴影位置，最终形成完整的图片；

s4、所述图像拼合模块6包括网格划分模块61、rom存储器62、网格替换模块63、移动物识别模块64，所述网划分模块61将拍摄的图像进行网格划分，成合适的大小，并将划分的网格图像输送至rom存储器62和移动物识别模块64，所述移动物识别模块64逐个网格判断是否存在移动物，如果存储移动物体，则再次获取一张步骤s3中的图片，并且该图像拼合模块专门获取不存在移动物的照片，并发送给网格替换模块以便替换该网格的图像，如果该获取的图像不合格，依然再次获取图像，直到最后rom存储器62存储的是有没有移动物构成的图像。

在其中一个实施例中，所述显示模块(14)分别电性连接图像拼合模块(6)和图像分析模块(7)，从而对经过图像拼合模块合成的图像加注定位信息，以便可以在显示模块上显示相应的出现病害的图像和位置信息，当操纵系统的指针停留在该图像的位置时，则显示系统自动提示该指针的坐标位置信息；

在其中一个实施例中，所述显示模块(14)能够分析拼接的图像，其能够分析出图像中的病害位置，并对图像进行标注病害位置和病害大小，以突出的颜色和曲线围绕显示，从而可以显著病害信息；并且，在该显示模块中还以文档的形式显示病害位置和病害大小，从而用户可以快速读取病害信息；此外，所述显示模块(14)具备截屏功能，其能对显示模块实时显示的信息进行截屏，从而输出图表信息和病害文档信息。

在其中一个实施例中，图像分析模块4包括，调取模块41，调取模块41电性输出连接感光分析模块42、车辆识别模块43、阴影分析模块44和区域识别模块45，调取图片进行详细分析，再根据分析结果调整拍摄；

在其中一个实施例中，调取模块41电性输入连接临时储存模块3，感光分析模块42和车辆识别模块43均电性输出连接中央处理器9，阴影分析模块44电性输出连接位置分析模块7，阴影分析模块44电性输出连接中央处理器9，便于辅助中央处理器9判断，调整摄像头1和补光灯13，对特定地点进行重新拍摄；

在其中一个实施例中，中央处理器9包括光线分析模块91和位置分析模块92，光线分析模块91和位置分析模块92均电性输出连接控制模块93，通过定位和光线分析，分别控制摄像控制模块10和补光灯控制模块11工作；

在其中一个实施例中，光线分析模块91电性输入连接图像分析模块4，便于根据图片的信息分析，位置分析模块92电性输入连接定位模块8，控制模块93电性输出连接摄像控制模块10和补光灯控制模块11，分别控制摄像头1和补光灯13进行拍摄；

在其中一个实施例中，摄像头1和补光灯13均等距设置在桥面的两侧，摄像头1为360°可调节摄像头，便于图像范围覆盖于整个桥面；

在其中一个实施例中，补光灯13为360°可调节补光灯，补光灯控制模块11包括光线强度控制模块，和照射角度控制模块，且光线强度控制模块和照射角度控制模块均电性输出连接补光灯13，便于精确补光，减少光线对图片的影响。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过拍摄多张图片并自动识别图片的位置和阴影区域，通过匹配感光相近的照片进行拼合，增强了图片的质量，能够短时间内获取高质量的桥面图像，便于及时的发现桥面异常，增加了维护的效果，减少了交通事故的发生几率；

2、本发明通过图像分析模块分析图片中曝光不足的位置或者阴影区域，中央处理器能够通过补光灯控制模块控制补光灯进行补光照射，最大限度的减轻曝光不足的问题，增加图片的质量，最大限度的减小天气和光线对图片质量的影响；

3.本发明可以对拍摄的照片进行网格化划分，从而进行多个图片的拼接处一个虚拟无移动车辆的公路图片，从而使得病害观测更加清晰化。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。