042]7)將所有攝像機(jī)得到的公路橋面圖片裝拼得到完整無車公路橋圖片。
[0043]下面我們以具體實(shí)驗(yàn)為例，結(jié)合圖1至圖9對本發(fā)明上述不封閉交通的公路橋面圖像獲取方法進(jìn)行具體說明，其情況如下:
[0044]實(shí)驗(yàn)取景為一塊瀝青空地，其表面鋪設(shè)材料與實(shí)際橋面相近。實(shí)驗(yàn)場景按36:1的比例縮小。實(shí)驗(yàn)中，以單個攝像機(jī)可以覆蓋三車道為準(zhǔn)作實(shí)驗(yàn)，單個車道實(shí)際寬度取3.6m,實(shí)驗(yàn)中取0.1m;車道間分界線實(shí)際取0.15m，實(shí)驗(yàn)中取0.004m;燈柱實(shí)際高度取10m，實(shí)驗(yàn)中取0.28m ;路燈間距取40m，實(shí)驗(yàn)中取1.1lm ;車輛模型是實(shí)際車輛大小的1/36 ;實(shí)驗(yàn)中使用兩臺攝像機(jī)，實(shí)驗(yàn)中橋長度為2.22m ;圖1是實(shí)際中攝像搭設(shè)模擬圖；實(shí)驗(yàn)的拍攝示意圖如圖2所示。以下是實(shí)施步驟:
[0045]一、搭設(shè)實(shí)驗(yàn)場景
[0046]使用雙面膠帶做車道分界線和公路邊界，模擬三車道公路；在公路兩邊以三角架為模擬燈柱，調(diào)節(jié)到合適高度，固定攝像機(jī)于三角架上的云臺。通過云臺精確旋轉(zhuǎn)攝像機(jī)。
[0047]二、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
[0048]每個攝像機(jī)的拍攝流程如圖5所示，而m臺攝像機(jī)獲取完整公路橋面圖像信息的流程如圖6所示。其中，獲取覆蓋單個攝像機(jī)完整拍攝范圍的無車輛信息的橋面圖片的具體步驟如下:
[0049]A、每個攝像機(jī)在每個角度拍攝得到的I (實(shí)驗(yàn)中I取3)張圖片，如圖3所示，分別識別是否有車輛存在，如果其中一張圖片不含車輛信息，如圖4所示，標(biāo)記此角度獲得的圖片合格；如果I張圖片都存在車輛信息，則從這I張圖片中提取出無車輛信息的并且互不相同的區(qū)域裝拼出一張新的完整橋段圖片，如果裝拼得到的新圖片能覆蓋該攝像機(jī)在該角度所能拍攝到的完整橋面范圍，則將新圖片標(biāo)記合格，否則標(biāo)記為不合格。
[0050]B、檢查單個攝像機(jī)從始端到末端拍攝得到的n (實(shí)驗(yàn)中取5)張圖片是否都標(biāo)記為合格，如果是，停止拍攝，轉(zhuǎn)下面步驟C ;如果不都為合格，攝像機(jī)重新旋轉(zhuǎn)到始端，開始新一輪拍攝。
[0051]C、將得到無車輛信息圖片數(shù)組傳入后臺，作畸變矯正和拼接處理。
[0052]由成像原理可知，攝像機(jī)拍攝的橋面會成近大遠(yuǎn)小的實(shí)像，如圖7a所示，畸變矯正的目的是將畸變的圖像矯正為圖7b所示的圖像，即得到橋面的俯拍圖。圖8是公路橋路段拍攝光路示意圖，其中四邊形ABCD是攝像機(jī)覆蓋路面的實(shí)際范圍，A1B1C1D1為ABCD所成像。
[0053]矯正的具體算法如下:
[0054]A、定出源圖像的四邊形的四個頂點(diǎn)，如圖8中的A、B、C、D四個頂點(diǎn)，給出目的圖像四邊形的四個頂點(diǎn)，然后求出源圖像的四個頂點(diǎn)轉(zhuǎn)為目的圖像對應(yīng)的四個頂點(diǎn)的轉(zhuǎn)換矩陣，最后通過轉(zhuǎn)換矩陣把源圖像轉(zhuǎn)為目的圖像。使用OpenCV提供的函數(shù)cvGetPerspectiveTransform(CvPoint2D32f srcTri, CvPoint2D32f dstTri, CvMat*warp_mat)得到轉(zhuǎn)換矩陣，其中srcTri表示源圖像四邊形的四個頂點(diǎn)坐標(biāo)，dstTri表示目的圖像四邊形四個頂點(diǎn)坐標(biāo)，warp_mat表示指向一個3X3輸出矩陣的指針。
[0055]B、將得到的透視變換矩陣warp_mat作為參數(shù)傳到cvWarpPerspective (constCvArr*src, CvArr*dst, const CvMat*map_matrix)中，得到轉(zhuǎn)換后的目的圖像。其中 src 為指向輸入圖像的指針，dst為指向目的圖像的矩陣。
[0056]C、將矯正后的圖像按序號保留在原來的數(shù)組中，以便后續(xù)的圖像拼接。
[0057]對得到的單個攝像機(jī)在各個拍攝角度的無車輛信息橋面圖片進(jìn)行畸變矯正后，將拍攝角度相鄰的圖片拼接，如圖9a至9c所示，其中圖9a、9b是相鄰的橋面圖片，圖9c是圖9a、9b裝拼得到的橋段圖。將單個攝像機(jī)拍攝得到橋段圖片依次裝拼，從而得到覆蓋單個攝像機(jī)完整拍攝范圍的橋段圖。將相鄰攝像機(jī)得到的橋段圖片傳入后臺，拼接在一起，形成完整的橋面圖片。
[0058]以上所述之實(shí)施例子只為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種不封閉交通的公路橋面圖像獲取方法，其特征在于:首先，使用定點(diǎn)攝像機(jī)按照設(shè)定的角度和焦距，來回掃描公路橋面獲得圖像；其次，通過對獲得的圖像進(jìn)行識別和裝拼，獲得橋面各段不含車輛信息的圖像；接著對各段橋面圖像做畸變矯正，然后把各段橋面的圖像重新拼接，最終形成完整的公路橋面圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不封閉交通的公路橋面圖像獲取方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)事先統(tǒng)計攝像機(jī)拍攝覆蓋范圍，實(shí)際橋面的長度，得到搭架的攝像機(jī)數(shù)目，且在橋面高處搭建高分辨率攝像機(jī)前，得到攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度及拍攝焦距參數(shù)； 2)每個攝像機(jī)從設(shè)定的起始角度開始拍攝，拍攝I張圖片，旋轉(zhuǎn)到下個角度，再拍攝I張圖片，直至旋轉(zhuǎn)到設(shè)定的結(jié)束角度； 3)每個攝像機(jī)在每個角度拍攝得到的I張圖片，從其中篩選出無車輛信息的圖片，若多張圖片無車輛信息，則任取一張，標(biāo)記為合格；如果I張圖片都存在車輛信息，則采用圖像處理方法嘗試從這I張圖片中提取出無車輛信息的互不相同的區(qū)域裝拼出一張新的完整橋段圖片，若裝拼得到的新圖片能覆蓋該攝像機(jī)在該角度所能拍攝到的完整橋面范圍，則將新圖片標(biāo)記為合格，否則標(biāo)記為不合格； 4)檢查所有角度得到的圖片是否都為合格，如果是，則跳到下面步驟5)，否則返回上面步驟3)； 5)從步驟4)中獲得單個攝像機(jī)拍攝范圍內(nèi)的各段橋面的無車輛信息圖片后，按照攝像機(jī)成像原理以及相關(guān)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，對不同位置得到的無車圖片做畸變矯正； 6)將步驟5)中得到的矯正后的圖片做拼接處理，把相鄰角度拍攝得到的圖片拼接起來，形成覆蓋單個攝像機(jī)的所有拍攝范圍的公路橋面圖片； 7)將所有攝像機(jī)得到的公路橋面圖片裝拼得到完整無車公路橋圖片。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種不封閉交通的公路橋面圖像獲取方法，其特征在于:在步驟5)中，矯正的具體算法如下: . 5.1)定出源圖像的四邊形的四個頂點(diǎn)，給出目的圖像四邊形的四個頂點(diǎn)，然后求出源圖像的四個頂點(diǎn)轉(zhuǎn)為目的圖像對應(yīng)的四個頂點(diǎn)的轉(zhuǎn)換矩陣，最后通過轉(zhuǎn)換矩陣把源圖像轉(zhuǎn)為目的圖像。使用 OpenCV 提供的函數(shù) cvGetPerspectiveTransform(CvPoint2D32fsrcTri, CvPoint2D32f dstTri, CvMat*warp_mat)得到轉(zhuǎn)換矩陣，其中 srcTri 表不源圖像四邊形的四個頂點(diǎn)坐標(biāo)，dstTri表示目的圖像四邊形四個頂點(diǎn)坐標(biāo)，warp_mat表示指向一個3X3輸出矩陣的指針； .5.2)將得到的透視變換矩陣warp_mat作為參數(shù)傳到cvWarpPerspective (constCvArr*src, CvArr*dst, const CvMat*map_matrix)中，得到轉(zhuǎn)換后的目的圖像，其中 src 為指向輸入圖像的指針，dst為指向目的圖像的矩陣； .5.3)將矯正后的圖像按序號保留在原來的數(shù)組中，以便后續(xù)的圖像拼接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種不封閉交通的公路橋面圖像獲取方法，首先，使用定點(diǎn)攝像機(jī)按照設(shè)定的角度和焦距，來回掃描公路橋面獲得圖像；其次，通過對獲得的圖像進(jìn)行識別和裝拼，獲得橋面各段不含車輛信息的圖像；接著對各段橋面圖像做畸變矯正，然后把各段橋面的圖像重新拼接，最終形成完整的公路橋面圖像。與傳統(tǒng)的人工獲取公路橋面破損信息方式相比，本發(fā)明提供了一種無封閉交通，非接觸式快捷高效獲取公路橋面病害信息方式，將為實(shí)現(xiàn)無需封閉交通而能對橋面進(jìn)行質(zhì)量檢測，打下關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。與多功能路面信息采集車相比，本發(fā)明有著設(shè)備要求低且成本低廉的優(yōu)勢。
【IPC分類】G06T3/40
【公開號】CN104992406
【申請?zhí)枴緾N201510332329
【發(fā)明人】劉少榮, 蔣震宇, 劉澤佳, 董守斌, 劉逸平, 湯立群
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年6月16日