[发明专利]一种使用结构光的固定式道面检测装置及方法

摘要

本发明涉及主动三维检测和图像识别领域，尤其是一种使用结构光的固定式道面检测装置及方法。本发明针对现有技术存在的问题，提供一种使用结构光的固定式道面检测装置及方法。本发明使用检测单元定向投射已知结构光，辅助二维相机对道面待检测区进行拍照，然后通过控制处理单元根据目标检测检测方法对拍摄图像进行异常检测，判断图像中是否有入侵物或者判断道面的平整度是否达到要求，对发现的异常状况进行报警。对跑道上所有待检测区域重复以上方法可以实现完整的跑道道面检测。

主权项

一种使用结构光的固定式道面检测装置，其特征在于包括：至少一组检测单元，用于对道面待检测区域进行静止式检测或者运动式检测，直到完成道面待检测区的全覆盖检测；其中所述检测单元包含一个安装在转台上的产生结构光图案的结构光产生器和一个安装在另一部转台上的相机，结构光产生器与相机全部安装在道面待测区域侧方；所述结构光图案为多条等间距平行直线图案或者多条相较于一点的直线图案，当结构光图案是多条相交于一点的直线图案时，安装时和使用时应使结构光图案的交点始终投射向地平线上无穷远处，使得结构光图案投射在道面的图案为平行线；检测单元中的结构光光源和相机在道面同侧安装时，两个设备与检测区域内任意一点连线的夹角应大于5度；当分别在道面两侧安装时，两个设备与检测区域内任意一点连线的夹角应小于170度；在检测单元工作同时，控制处理单元用于遥控结构光产生器、相机和转台进行工作；然后控制处理单元通过相机采集待测区域的图像，根据目标检测算法对道面待检测区域的图像进行处理，判断道面待检测区域是否有入侵物和或者判断道面的平整度是否达到要求，对发现的异常状况进行报警；具体包括：步骤21：控制处理单元提取结构光图案投射像素坐标，具体做法是：将彩色图像转变成灰度图，并将强度值高于判定阈值T1的N1个像素的坐标收入集合阈值的设定取决于结构光图案的亮度设定，T1取值在结构光图案成像亮度最低强度值的50％到95％之间；步骤22：检测直线，具体做法是：对集合C中的所有点使用Hough变换进行直线检测，得到N2条直线的极坐标参数表达其中r结构光图案成像后直线到原点的距离，θ为结构光图案成像后直线的旋转角度，N2为结构光图案投射入相机视野的直线数量；所述原点指的是图像坐标系原点；步骤23：将结构光图案投射像素坐标划分成N2个直线子集，具体做法是：将集合C中属于第j(1≤j≤N2)条直线上的点(xi，yi),划分入子集Cj,1≤j≤N2，判定标准为|xicosθj+yisinθj‑rj|＜T2，其中T2为距离判定阈值，单位为像素，取值为3到20；共分成N2个子集第j个子集包含第j条直线上的全部的点；步骤24：计算直线连续性，具体做法是：将每一个子集Cj中的点(xi,yi)按照序列值vji＝‑xisinθj+yicosθj的大小排序，然后从头到尾依次计算排序中相邻两个点的序列值相差的绝对值|vj(i+1)‑vji|，如果相邻两个点的序列值相差的绝对值大于连续性判定阈值T3，则道面平整度有问题或者道面上存在入侵物，发出报警，并提供将存在入侵物或者平整度有问题的道面区域坐标，其中T3取值为15到50；步骤25：对所有拍摄的图像重复步骤21到步骤24，完成所有彩色图像中入侵物检测和判断道面的平整度是否达到要求，对发现的异常状况进行报警，并提供所有存在入侵物或者平整度有问题的道面区域坐标。