[发明专利]一种基于三维光影模型的道路路面坑槽识别方法、装置及设备

权利要求书

1.一种基于三维光影模型的道路路面坑槽识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取路面的三维图像数据；

步骤2，根据路面的三维图像数据，利用三维光影模型设置多组不同投射角度的双向投影组光束分别投射于路面，然后确定路面在每一双向投影组光束的投射下所形成的路面阴影区域；其中，所述双向投影组光束是指两束具有相同的投射角度及不同的水平旋转角度的投射光束，并且这两束投射光束在水平面上的分量互为反方向；

步骤3，根据每组双向投影组所形成的路面阴影区域，确定在各双向投影组光束的投影下均为阴影区域的共同路面阴影区域为最终路面投影区域；

步骤4，对最终路面阴影区域进行图像连通域分析，确定其中独立、连通的阴影区域为可能路面坑槽区域；

步骤5，对所述可能路面坑槽区域进行几何测量，确定各个可能路面坑槽的物理面积和平均深度；

步骤6，根据各个可能路面坑槽的物理面积和平均深度是否在预设范围值内来确定构成路面病害的路面坑槽。

2.根据权利要求1所述基于三维光影模型的道路路面坑槽识别方法，其特征在于，设L和为一组双向投影组光束，则所述确定路面在每一双向投影组光束的投射下所形成的路面阴影区域的步骤包括：

步骤201，确定在L投影光束下三维图像数据中每一三维图像像素点(p_x,p_y)的高程值p_z和最高光束高度δ_max(P)，根据以下公式确定该三维图像像素点的像素值B(p_x,p_y)：

其中，像素值“0”表示该三维图像像素点为阴影像素，而像素值“1”则表示该三维图像像素点为非阴影像素，从而确定路面在L投影光束的投射下形成的阴影图像B；

步骤202，同样根据以上公式确定在投影光束的投射下每一三维图像像素点的像素值从而确定在路面在投影光束的投射下形成的阴影图像

步骤203，利用以下公式确定双向投影组光束投射下的复合阴影图像B_c：

其中，B_c(p_x,p_y)指复合阴影图像B_c在像素点(p_x,p_y)处的像素值，从而确定投影方向L和下的共同阴影区域为所述路面阴影区域。

3.根据权利要求1所述基于三维光影模型的道路路面坑槽识别方法，其特征在于，步骤3中，根据以下公式确定所述最终路面投影区域：

式中，B_f(p_x,p_y)为最终路面阴影图像B_f在像素点(p_x,p_y)处的像素值，为第i个双向投影下的复合阴影图像在像素点(p_x,p_y)处的像素值，从而根据B_f(p_x,p_y)的像素值确定所述最终路面投影区域。

4.根据权利要求1所述基于三维光影模型的道路路面坑槽识别方法，其特征在于，所述多组双向投影组光束的投射角度相同，而水平旋转角度不同；所述投射角度范围为(0°,30°]。

5.根据权利要求1所述基于三维光影模型的道路路面坑槽识别方法，其特征在于，步骤4具体包括：

将被确认为路面最终阴影区域的所有三维图像像素点进行图像连通域分析，按照8邻接的方式将所有可连接的阴影区域像素点标记为一个独立的像素群；其中单个独立的像素群即为一个可能路面坑槽区域。