CN103422417A - 一种公路表面破损的动态识别系统与方法 - Google Patents

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李泰然
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Abstract

本发明公开了一种公路表面破损的动态识别系统，包括依次连接的图像采集器、图像存储器、图像处理器、GPS定位装置和报警器。本公路表面破损的动态识别系统通过将图像采集器安装于公路巡检车前端走行结构上，在跟随巡检车高速运行的过程中，自动扫描公路表面并实时分析处理，形成异常记录并报警。本发明同时公开了一种公路表面破损的动态识别方法，主要通过对路面图像的连续采集、分析、处理完成异常检测；如有异常，GPS定位装置精确定位视频检测及异常发生的位置，报警器进行实时报警；操作人员对于报警的异常情况进行人工确认并安排检修工作，以保证交通安全。本发明的动态识别系统与方法可简化巡检任务，提高巡检效率和检测精度。

Description

一种公路表面破损的动态识别系统与方法
技术领域
本发明涉及一种动态识别系统与方法，尤其是涉及一种公路表面破损的动态识别系统与方法，属于交通自动化领域。 
背景技术
目前交通领域普遍采用的视频检测技术主要应用于轨道交通的检测。而在应用方式上主要采用摄像装置安装点固定的静态检测，采集轨道车辆的运动图像，通过图像分析获取车辆的运动轨迹和流量等实时信息。上述的静态检测方法只能满足一定检测范围内检测对象的实时监控，同时以摄像设备固定点为参照坐标系对运动的对象进行检测，而对于超出摄像机拍摄范围的对象无法进行实时检测。 
公路的路面平整对车辆的安全行驶至关重要，现行的公路寻检测一般采用人工巡检方式，依靠肉眼发现轨道异常并予以修复，效率和精度都比较低，不能适应公路巡检的实际应用要求。 
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低成本、通用能力强、良好的扩展性的公路表面破损的动态识别系统与方法。 
为实现上述目的，本发明提供一种公路表面破损的动态识别系统，其包括依次连接的图像采集器、图像存储器、图像处理器、GPS定位装置和报警器。 
所述的图像采集器包含设置在公路巡检车前端走行结构上的一组工业级高频相机。 
所述的工业级高频相机上设置有定焦镜头。 
所述的工业级高频相机通过高速视频总线与所述的图像存储器连接。 
所述的图像存储器通过高速视频线与所述的图像处理器连接，该图像处理器对所采集的图像数据进行实时处理与分析。 
所述的GPS定位装置通过数据线与图像处理器相连，一旦图像处理器发现异常，GPS定位装置准确定位异常发生的具体位置。 
所述的报警器通过数据线与图像处理器相连，一旦图像处理器发现异常，报警器进行实时报警。 
具体的，本发明中所述的图像采集器、图像存储器、图像处理器、GPS定位装置和报警器均可采用现有技术中的公知方案，有关上述公知技术方案，本领域的技术人员均已了解，在此不再赘述。 
基于上述的一种公路表面破损的动态识别系统，本发明同时提供了一种公路表面破损的动态识别方法，包括以下步骤： 
(1)图像采集器对图像进行连续采集，并将图像数据通过高速视频总线传输给图像存储器； 
(2)图像存储器存储图像，并将图像数据通过高速视频线传输给图像处理器， 
图像处理器对采集的连续图像数据进行降噪处理； 
(3)降噪后，该图像处理器采用局部图像比对来消除冗余； 
(4)消除冗余后，该图像处理器将相机所采集的图像数据采取实时分析和存储并行的操作方法，同时完成连续图像数据的录制与异常检测； 
(5)图像录制与异常检测后，如有异常，GPS定位装置精确定位视频检测及异常发生的位置； 
(6)报警器进行实时报警； 
(7)操作人员对于报警的异常情况进行人工确认并安排检修工作。 
附图说明
图1为本发明的硬件结构示意图； 
图2为本发明的流程图。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。 
实施例 
如图1所示，一种公路表面破损的动态识别系统包含：依次连接的图像采集 器1、图像存储器2、图像处理器3、GPS定位装置4和报警器5。 
所述的图像采集器1包含设置在公路巡检车前端走行结构上的一组工业级高频相机。 
所述的工业级高频相机上设置有定焦镜头。 
所述的工业级高频相机通过高速视频总线与所述的图像存储器2连接。 
所述的图像存储器2通过高速视频线与所述的图像处理器3连接，该图像处理器3对所采集的图像数据进行实时处理与分析。 
所述的GPS定位装置4通过数据线与图像处理器3相连，一旦图像处理器3发现异常，GPS定位装置4准确定位异常发生的具体位置。 
所述的报警器5通过数据线与图像处理器3相连，一旦图像处理器3发现异常，报警器5进行实时报警。 
如图2所示，一种公路表面破损的动态识别方法，该方法包括以下步骤： 
(1)图像采集器1对图像进行连续采集，并将图像数据通过高速视频总线传输给图像存储器2； 
(2)图像存储器2存储图像，并将图像数据通过高速视频线传输给图像处理器3，图像处理器3对采集的连续图像数据进行降噪处理； 
(3)降噪后，该图像处理器3采用局部图像比对来消除冗余； 
(4)消除冗余后，该图像处理器3将相机所采集的图像数据采取实时分析和存储并行的操作方法，同时完成连续图像数据的录制与异常检测。 
本实施例中，所述的异常检测采用Snake能量模型算法和AdaBoost分类算法对图像进行实时处理，将视频数据剥离成逐帧画面，确认路面破损，对当前数据帧进行异常标定。 
另外，为了适应不同的天气环境，例如夜间、雨天、雪天等，可对所采用的算提供可调的输入参数，来设定外界的近视天气环境。 
(5)图像录制与异常检测后，如有异常，该GPS定位装置4定位视频检测及异常发生的位置。 
图像处理器3同时复核GPS定位装置4定位的异常发生的位置，为实现该功能，图像处理器3需要对整个巡检线路进行建模。 
本实施例中，所述的建模采用时间和速度的线性关系，根据扫描时间和列车行驶速度计算位移Z＝fv(t)dt，其中v表示速度，t表示时间。通过建模，图像处理器3确认GPS定位装置4定位的异常发生的位置。 
如果图像处理器3确认的异常发生的位置与GPS定位装置4定位的异常发生的位置误差超过一定范围，图像处理器3会记录该不符的情况。 
如果图像处理器3确认的异常发生的位置与GPS定位装置4定位的异常发生的位置误差在一定范围内，图像处理器3会记录该相符的情况。 
(6)报警器5进行实时报警； 
(7)操作人员对于报警的异常情况进行人工确认并安排检修工作。 
与现有技术相比，本发明具有低成本、通用能力强、良好的扩展性，从而提升工作效率和节省成本。 
本发明提供的公路表面破损的动态识别系统与方法，可在日常公路巡检任务中完成对各个轨道功能面的自动检测，简化巡检任务，提高了巡检效率和检测精度。 
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。 

Claims (4)

1.一种公路表面破损的动态识别系统，包括依次连接的图像采集器、图像存储器、图像处理器、GPS定位装置和报警器，其特征在于：所述的图像采集器包含设置在公路巡检车前端走行结构上的一组工业级高频相机。
2.如权利要求1所述的公路表面破损的动态识别系统，其特征在于：所述的工业级高频相机上设置有定焦镜头。
3.如权利要求1所述的公路表面破损的动态识别系统，其特征在于：所述的工业级高频相机通过高速视频总线与所述的图像存储器连接，该图像存储器与图像处理器通过高速视频线相连，该图像处理器与GPS定位装置和报警器通过数据线相连。
4.一种公路表面破损的动态识别方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)图像采集器对图像进行连续采集，并将图像数据通过高速视频总线传输给图像存储器；
(2)图像存储器存储图像，并将图像数据通过高速视频线传输给图像处理器，图像处理器对采集的连续图像数据进行降噪处理；
(3)降噪后，该图像处理器采用局部图像比对来消除冗余；
(4)消除冗余后，该图像处理器将相机所采集的图像数据采取实时分析和存储并行的操作方法，同时完成连续图像数据的录制与异常检测；
(5)图像录制与异常检测后，如有异常，GPS定位装置精确定位视频检测及异常发生的位置；
(6)报警器进行实时报警；
(7)操作人员对于报警的异常情况进行人工确认并安排检修工作。
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