基于线阵相机的车载式路面破损自动检测系统的研究与开发

发布时间：2017-06-13 22:12

  本文关键词：基于线阵相机的车载式路面破损自动检测系统的研究与开发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来随着我国高等级路面的大规模建设,路面破损的检测成为一个非常重要的课题。目前,路面病害的检测广泛采用半自动化的检测车装备,需要人工处理离线数据,无法实现路面破损的全自动化检测。针对目前的检测需求和现状,我们进行了基于线阵相机的车载式路面破损自动检测系统的研究与开发工作。本文采用线阵相机和图像采集卡,结合光源、工控机、编码器等辅助装置,完成对路面图像的实时采集和存储,整套系统集成安装在一辆商用车上。设计并验证了路面破损全自动识别的图像处理算法,编写路面破损的自动检测软件,检测准确率可达到90%以上。本文解决的关键问题有:对于路面图像存在光照不均和道路标线的问题,提出了改进的基于多尺度Retinex方法,还原并增强原始路面图像,提出了一种改进的Sobel算子结合Hough变换的道路标线提取方法;对路面进行了综合多种方法的滤波,和非线性灰度变换凸显裂缝信息;对图像进行边缘检测、基于一维最大熵的阈值分割、数学形态法的裂缝孤点去除、基于形态特征的裂缝判定等一系列的处理,实现了裂缝的准确的识别和统计。最后在机器视觉软件HALCON和Visual Studio开发环境下,开发了一套路面破损自动检测系统软件,实验证明检测效果准确且快速,满足了检测系统设计之初的要求。
【关键词】：路面破损检测 图像处理 线阵相机 车载式 HALCON
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U418.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-21
• 1.1 课题的研究背景及意义8-9
• 1.2 路面破损综述9-11
• 1.2.1 路面破损类型及分类10
• 1.2.2 路面破损状况评价指标10-11
• 1.3 车载式路面破损自动检测系统发展状况11-16
• 1.3.1 国外路面破损自动检测系统发展11-15
• 1.3.2 国内路面破损自动检测系统发展15-16
• 1.4 检测算法的发展综述16-18
• 1.5 本文的研究内容与主要工作18-21
• 第二章 路面破损自动检测系统总体设计21-30
• 2.1 系统功能及设计要求21-22
• 2.1.1 破损自动检测系统功能21
• 2.1.2 破损自动检测系统设计要求21-22
• 2.2 系统的总体结构设计与原理22-24
• 2.3 系统硬件集成与设备选型24-29
• 2.3.1 相机24-26
• 2.3.2 镜头26-27
• 2.3.3 光源27-28
• 2.3.4 其他硬件组成28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 裂缝图像的预处理30-45
• 3.1 路面裂缝图像自动检测综述30-31
• 3.2 路面图像的预检测31-39
• 3.2.1 基于Retinex的图像光照均匀化31-34
• 3.2.2 基于Hough变换的交通标线去除34-39
• 3.3 路面图像的增强39-44
• 3.3.1 基于空域的滤波去噪39-41
• 3.3.2 直方图均衡化41-42
• 3.3.3 图像的灰度变换42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 裂缝特征的提取和测量45-58
• 4.1 图像的分块45-46
• 4.2 裂缝图像的边缘检测46-50
• 4.2.1 一阶微分边缘检测算子46-47
• 4.2.2 二阶微分边缘检测算子47-48
• 4.2.3 Canny边缘检测算子48-49
• 4.2.4 几种边缘检测算子实验比较49-50
• 4.3 阈值分割50-53
• 4.4 形态学孤点去除53-54
• 4.5 基于形态特征的裂缝判定54-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第五章 破损自动检测系统的软件开发58-64
• 5.1 软件的开发环境简介58-59
• 5.1.1 Halcon机器视觉平台58
• 5.1.2 Visual Studio开发平台58-59
• 5.2 破损自动检测软件的结构设计59-62
• 5.2.1 检测流程59-60
• 5.2.2 功能介绍60-62
• 5.3 路面破损检测实验62-63
• 5.4 本章小结63-64
• 总结与展望64-66
• 总结64-65
• 展望65-66
• 参考文献66-71
• 攻读硕士学位期间的研究成果71-72
• 致谢72

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