一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法

本发明涉及道路工程，尤其涉及一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法。

背景技术：

1、压路机在对路面材料进行碾压作业时，通常需要在路沿石边缘进行贴边碾压作业。在贴边碾压作业过程中，既需要保证压路机的作业轮与路沿边缘尽可能接近，以达到较好的压实程度，又需要避免压路机作业轮碾压至路沿石上方，损毁路沿设施。因此，需要在压实作业过程，对贴边状态进行快速、精准的检测。

2、传统的贴边状态检测方法多基于目测，即作业人员通过肉眼观察压路机作业轮与路沿的接触状态来判断贴边状态。该方法对作业人员要求高，且准确性不足。另有部分技术方案通过视频技术获取压路机周围场景的图像信息，辅助作业人员进行判别，但仍未实现自动化的贴边状态检测。

3、专利cn113467443b公开了一种压路机贴边控制装置、压路机、压路机群和控制方法，涉及车辆控制技术领域。其通过在压路机贴边控制装置中安装发出可见光束的发光装置，并使得其在压路机前方或后方的作业面投影形成可见线段；可见线段与压路机纵向边界在同一条直线上；驾驶员根据该可见线段与作业面上的其他参照物之间的位置关系来控制压路机进行作业。

4、上述申请采用可见光束辅助驾驶员进行贴边状态的判别，但其仅在设备层面进行了描述，并未提出智能化的检测方法，仍需要作业人员进行观察判别。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了提供一种自动化精准识别贴边碾压的基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法，包括以下步骤：

4、获取高清摄像头初次采集的压路机所在地面的侧前方照片和侧后方照片；

5、获取高清摄像头再次采集的侧前方照片和侧后方照片且照片有重叠，其中再次获取的侧前方照片和侧后方照片借助多路激光线调整高清摄像头后获得；

6、基于初次获取和再次获取的前方侧照片和侧后方照片，对所述高清摄像头进行标定，获得俯视视角的图像以及像素点和真实平面距离的关联关系；

7、将所述俯视视角的图像进行拼接，获得拼接后的图像，并识别出所述多路激光线的交叉点，连接所述交叉点获得直线；

8、基于所述拼接后的图像，识别压路机所贴近的路沿的边缘，并采用拟合方法获得边缘线；

9、计算所述直线和边缘线之间的像素点间隔，并根据所述关联关系反算出像素点间隔对应的真实平面距离，获得压路机的贴边状态。

10、进一步地，所述激光线为三路，分别射向压路机前方地面、后方地面和侧方地面，侧方地面所显现的激光线分别与前方地面、后方地面的激光线相交，且相交角度为直角。

11、进一步地，进行标定时采用黑白格标定方法，黑白格中单个格子的尺寸不超过20cm。

12、进一步地，采用sift特征提取方法或hog特征提取方法进行拼接。

13、进一步地，所述的识别出多路激光线的交叉点的具体步骤包括：

14、对所述拼接后的图像进行预处理，获得滤波后的图像；

15、采用阈值分割法对所述滤波后的图像进行处理，获得分割后的图像；

16、采用识别方法识别所述分割后的图像中的多条激光线条；

17、根据所述激光线条的坐标数组，计算重叠的像素点，将所述重叠的像素点作为激光线的交叉点。

18、进一步地，所述的预处理包括高斯滤波和小波滤波中的一种或多种。

19、进一步地，所述的阈值分割方法包括固定全局阈值法、直方图全局阈值法和局部阈值法。

20、进一步地，所述的识别方法包括灰度重心法、steger算法和深度卷积神经网络一种或多种。

21、进一步地，所述拟合方法包括直线拟合方法和曲线拟合方法。

22、进一步地，采用深度卷积神经网络和hough变换中的一种或多种识别压路机所贴近的路沿的边缘。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

24、(1)本发明通过高清摄像头初次拍摄压路机所在地面的侧前方和侧后方的照片，根据激光线对高清摄像头进行调整获取具有重叠的侧前方和侧后方的照片，并对所获取的照片进行一系列标定、激光线识别、交点识别、距离判别的计算等，实现了压路机的自动化贴边检测。

25、(2)本发明通过借助激光线和高清摄像头对压路机进行简单设备加装，实施过程简易，并且通过自动化的检测方法可显著提高贴边碾压效率。

26、(3)本发明通过对获取的照片进行处理，可实现作业轮边与路沿之间距离的精准计算，计算结果可为压路机的贴边碾压高精控制提供可靠的数据支撑。

27、(4)本发明在交点识别和边缘线识别等计算过程中，提供了多种方式，可根据实际需求进行选择，具有较好的实用性。

28、(5)本发明通过采用黑白格进行标定，相比于其他复杂标定方法，该方法简单易行，成本低廉，且设定格子尺寸不超过20cm，能够减少数据处理的复杂性、提高测量精度，从而实现对图像的准确校正和测量，提高压路机贴边检测的准确度。

29、(6)本发明通过采用三路激光线射向压路机前方地面、后方地面和侧方地面，并控制该三路激光线的发射角度，使侧方地面与前方地面、后方地面的激光线相交，且相交角度为直角，高清摄像头根据三路激光线进行角度调整，能够采集重叠较大的照片，为后续照片处理较好的基础，从而提高贴边检测的准确度。

技术特征：

1.一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法，其特征在于，所述激光线为三路，分别射向压路机前方地面、后方地面和侧方地面，侧方地面所显现的激光线分别与前方地面、后方地面的激光线相交，且相交角度为直角。

3.根据权利要求1所述的一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法，其特征在于，进行标定时采用黑白格标定方法，黑白格中单个格子的尺寸不超过20cm。

4.根据权利要求1所述的一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法，其特征在于，采用sift特征提取方法或hog特征提取方法进行拼接。

5.根据权利要求1所述的一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法，其特征在于，所述的识别出多路激光线的交叉点的具体步骤包括：

6.根据权利要求5所述的一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法，其特征在于，所述的预处理包括高斯滤波和小波滤波中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法，其特征在于，所述的阈值分割方法包括固定全局阈值法、直方图全局阈值法和局部阈值法。

8.根据权利要求5所述的一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法，其特征在于，所述的识别方法包括灰度重心法、steger算法和深度卷积神经网络一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法，其特征在于，所述拟合方法包括直线拟合方法和曲线拟合方法。

10.根据权利要求1所述的一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法，其特征在于，采用深度卷积神经网络和hough变换中的一种或多种识别压路机所贴近的路沿的边缘。

技术总结
本发明涉及一种基于线激光和高清摄像的压路机贴边状态检测方法，包括以下步骤：获取高清摄像头初次采集的压路机所在地面的侧前方照片和侧后方照片；获取高清摄像头再次采集的侧前方照片和侧后方照片且照片有重叠；获得俯视视角的图像以及像素点和真实平面距离的关联关系；将俯视视角的图像进行拼接，获得拼接后的图像，并识别出所述多路激光线的交叉点，连接交叉点获得直线；识别压路机所贴近的路沿的边缘，并采用拟合方法获得边缘线；计算直线和边缘线之间的像素点间隔，并根据关联关系反算出像素点间隔对应的真实平面距离，获得压路机的贴边状态。与现有技术相比，本发明具有实现压路机贴边状态的自动化检测和准确判别等优点。

技术研发人员：吴荻非,严宇,刘成龙,杜豫川,李亦舜
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15