基于三维重构的路面凹坑检测技术研究
路面破损检测是高速公路养护和管理工作中最重要的一部分，在高速公路里程数不断增加的过程中，依靠传统人工检测的方法已经无法达到快速、准确检测的要求。近些年来，随着光电技术和计算机技术的飞速发展以及电子产品硬件技术规格的不断提高，为道路检测的自动化提供了可能，因此基于视频检测技术的路面破损检测系统已经成为当前研究的热点。本文设计了一套基于视频检测技术的路面凹坑检测系统，用于检测凹坑的深度与宽度，并对检测的路面凹坑进行三维重构，针对系统检测过程中的相关理论算法进行了深入的研究。
本文首先介绍了检测系统的构架和基于LED线光源的检测原理，接着对系统中采集图像的CCD摄像机进行标定。介绍了几类常见的相机标定方法，并结合各类方法的优缺点及本实验的具体情况，最后采用的是传统标定法中的RAC两步标定法对相机进行标定。
通过图像处理模块对采集到的图像进行一系列预处理，包括图像的灰度化、图像增强、中值滤波和图像二值化等，以去除图像中的一些噪声，凸显图像中的关键信息。介绍了图像分割技术中的边缘检测原理，并对标定板中的特征圆进行边缘提取。最后通过数学形态学处理对光带的目标图像进行中心点提取。
在完成了相机标定和图像处理基础上，通过坐标系的对应转换关系对凹坑的断面进行重构，比较了凹坑宽度、深度的计算值与测量值之间的误差范围。利用两条相互垂直光带求交，计算出凹坑的三维坐标系，介绍并使用VRML对凹坑的三维图像进行重构。最后针对本实验中的两种典型误差:标定板特征点提取和光带图像采集进行了误差分析并对模型进行了一些改进。本检测系统能够对凹坑的深度、宽度信息进行比较准确的检测，三维重构算法原理简单、计算速度快，可以大致的重构出凹坑的三维图像信息。
路面破损检测;相机标定技术;误差分析;路面凹坑;图像处理
重庆交通大学
硕士
计算机应用
何友全
2013
中文
TP391.41;U416.0
69
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）