CN109537419A - 一种路面图像采集装置及采集车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种路面图像采集装置及采集车，该路面图像采集装置包括：横梁、两个相机和两组光源；两个所述相机分别对称设置在所述横梁的两端，所述相机的镜头表面正对所述被测路面；两组所述光源分别对称设置在所述横梁的两端，每组所述光源包括两个子光源，每组所述光源中的靠近所述横梁外侧的子光源的光柱中心线与被测路面的法线的夹角为25～35°，每组所述光源中的靠近所述横梁内侧的子光源的光柱中心线与被测路面的法线的夹角为15～25°。本发明实施例的光源分段从多个角度照射，使每段子光源的有效光带的长度基本相等，保证照明的均匀性，适应各种方向和深度的裂缝的阴影形成，同时扩大光源的横向有效照明范围。

Description

一种路面图像采集装置及采集车

技术领域

本发明涉及路面检测技术领域，尤其涉及一种路面图像采集装置及采集车。

背景技术

路面图像通过包括相机及光源的路面图像采集装置进行采集。该路面图像采集装置可搭载在机动车上，当机动车在道路上高速移动时，路面图像采集装置拍摄路面得到路面图像的照片或视频。路面图像的相关应用要求在整条路的检测过程中不管道路或环境如何变化，仍然能持续获得高品质且质量稳定的路面图像。但是，现有技术的光源照明宽度不足，且照度均匀性差，使得采集的路面图像质量不佳。

发明内容

本发明实施例提供一种路面图像采集装置及采集车，以解决现有技术的路面图像采集装置采集的路面图像质量不佳的问题。

第一方面，提供一种路面图像采集装置，包括：横梁、两个相机和两组光源；两个所述相机分别对称设置在所述横梁的两端，所述相机的镜头表面正对所述被测路面；两组所述光源分别对称设置在所述横梁的两端，每组所述光源包括两个子光源，每组所述光源中的靠近所述横梁外侧的子光源的光柱中心线与被测路面的法线的夹角为25～35°，每组所述光源中的靠近所述横梁内侧的子光源的光柱中心线与被测路面的法线的夹角为15～25°。

第二方面，提供一种路面图像采集车，包括：机动车和搭载在所述机动车上的如前所述的路面图像采集装置。

本发明实施例，将每组光源分成两段，每段子光源分别以相对相机的特定角度进行照明；采用这种交叉补光的方式，光源分段从多个角度照射，使每段子光源的有效光带的长度基本相等，保证照明的均匀性，适应各种方向和深度的裂缝的阴影形成，同时扩大光源的横向有效照明范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的路面图像采集装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的路面图像采集装置的光源的结构示意图一；

图3是本发明实施例的路面图像采集装置的光源的结构示意图二；

图4是基于疝气灯光源的路面图像采集装置采集的路面图像的示意图；

图5是本发明实施例的路面图像采集装置采集的路面图像的示意图一；

图6是基于激光照明光源的路面图像采集装置采集的路面图像的示意图一；

图7是本发明实施例的路面图像采集装置采集的路面图像的示意图二；

图8是基于激光照明光源的路面图像采集装置采集的路面图像的示意图二；

图9是本发明实施例的路面图像采集车的结构示意图一；

图10是本发明实施例的路面图像采集车的结构示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种路面图像采集装置。如图1所示，该路面图像采集装置包括：横梁1、两个相机2和两组光源3。

具体的，两个相机2分别对称设置在横梁1的两端。相机2通过相机固定架4安装在横梁1上。使用时，相机2的镜头表面正对被测路面(垂直于被测路面的法线)，用于采集路面图像。相机2可以是线阵相机。

两组光源3分别对称设置在横梁1的两端。光源3通过光源固定架5安装在横梁1上。光源3用于补光照明，以便相机2采集到清晰的图像。

具体的，每组光源3包括两个子光源。每组光源3中的靠近横梁1外侧的子光源31的光柱中心线与被测路面的法线的夹角α为25～35°。每组光源3中的靠近横梁1内侧的子光源32的光柱中心线与被测路面的法线的夹角β为15～25°。优选的，夹角α和夹角β不相等。光柱中心线为垂直于子光源的出光面且穿过出光面中心的直线。

为了可更好地应用于不同反射系数的路面，子光源的照射强度可调。具体的，可通过调节子光源的发光强度调节照射强度；还可通过在上述的夹角α和夹角β的范围内调整角度来调节照射强度；以达到在不同反射系数的路面实现照射强度均匀的目的。

在本发明一优选的实施例中，如图2和3所示，子光源由如下的结构组成：灯泡301、灯泡固定板302、悬臂支架303和固定横梁304。具体的，灯泡301通过螺钉固定在灯泡固定板302上。灯泡固定板302与悬臂支架303的一端可转动地连接，使灯泡固定板302可绕O-O轴转动，从而可实现子光源对应的夹角α和夹角β的调节。悬臂支架303的另一端通过螺栓与固定横梁304刚性连接。固定横梁304与光源固定架5连接。

通过上述的结构设计，将每组光源3分成两段，每段子光源分别以相对相机2的特定角度进行照明。采用这种交叉补光的方式，光源3分段从多个角度照射，使每段子光源的有效光带的长度基本相等，保证照明的均匀性，适应各种方向和深度的裂缝的阴影形成，同时扩大光源3的横向有效照明范围。

优选的，两组光源3发射的光线组成的有效光带的长度W2覆盖两个相机2的描线长度W1，从而可以保证有效光带覆盖相机2扫描范围，且光带内照度均匀，强度达到要求，使得这样拍出的图像成像更加均匀，没有暗区或过曝点，能够更好的突显路面目标特征。两个相机2的描线长度W1指的是两个相机组成的有效拍摄范围的长度。

优选的，每组光源3中的靠近横梁1外侧的子光源31的出光面的中心距被测路面的距离D1，每组光源3中的靠近横梁1内侧的子光源32的出光面的中心距被测路面的距离D2，以及，相机2的镜头表面距被测路面的距离D3满足使两组光源3发射的光线组成的有效光带的长度W2覆盖两个相机2的描线长度W1。具体的，相机2的镜头表面距被测路面的距离D3小于每组光源3中的靠近横梁1外侧的子光源31的出光面的中心距被测路面的距离D1；相机2的镜头表面距被测路面的距离D3大于每组光源3中的靠近横梁1内侧的子光源32的出光面的中心距被测路面的距离D2。

在本发明一优选的实施例中，相机2的镜头表面距被测路面的距离D3为2m，两个相机2的描线长度W1为3.8m，两组光源3发射的光线组成的有效光带的长度W2大于3.8mm。

发明人通过大量试验发现，相机2的镜头表面距被测路面的距离D3为2m时，单个相机2的照射范围约为2m。两个相机2的照射范围有0.1米的重叠区域，最终两个相机2的有效照射范围为1.9×2＝3.8米，即两个相机2的描线长度W1为3.8米。对于相机2，当两组光源3发射的光线组成的有效光带的长度W2大于3.8mm时，光源3的照射强度均匀，图像中间与两端的灰度值均匀性误差不大于5％。

优选的，光源3为中心波长为450nm的LED平行光源。该光源3发射蓝光。相机2的镜头表面安装有450nm蓝光滤光片。该滤光片对进入相机2的光进行过滤，滤光带宽为450±15nm。滤光片的滤光特性使波长为光源3发射的中心波长±15nm的光通过，波长范围在光源3发射的中心波长±15纳米之外的光不能通过。

本发明采用450nm的蓝光，并配合滤光片，有效地过滤了自然光，去除了路域环境遮挡物阴影对图像的影响。如图4和5所示，分别为基于疝气灯光源和本发明实施例的路面图像采集装置采集的路面图像的示意图。从图像效果的对比，可以看出，本发明实施例的路面图像阴影比疝气灯采集的路面图像的阴影明显减少。

此外，采用LED光源，其功率比氙气灯、卤素灯等照明光源大幅度降低，不足这些光源的1/3。

与激光照明光源相比，采用LED光源可以更好地还原和突出被测目标的特征，如裂缝、坑槽等。如图6和7所示，分别为基于激光照明光源和本发明实施例的路面图像采集装置采集的路面图像的示意图。从图中可以看出，激光照明光源漏掉了部分裂缝，而本发明实施例基于LED光源，可更好地反映出裂缝的存在。激光照明光源的覆盖范围很窄，一般只有不到10mm，当遇到路面起伏不平时，补光会失效，如图8所示，当路面变得起伏不平时激光线弯曲，部分和相机2拍摄位置重合的区域，被激光线照亮，其他未重合区域为未被照亮区域，图像变昏暗。当拍摄的位置和照射的位置不在同一个位置时，在图像中表现为有条状或块状的黑色区域，颠簸路段和拐弯路段尤其如此。而本发明实施例采用LED光源，其覆盖范围很宽，一般的路面起伏不会使补光失效。

此外，相对激光照明光源，本发明实例的LED光源的安全性好。激光光源在出光口发出的光线束性较好，能量很高，能够烧穿纺织物，具有一定的危险性，会对人眼视力造成损害，特别是采用近红外的激光，人眼无法看到激光线，更容易造成危害。而本发明实施例采用的LED光源的光比较分散，不会对人眼产生严重的伤害。

优选的，本发明实施例还可以设置控制单元，用于控制相机2和光源3，实现图像采集的自动化。

综上，本发明实施例的路面图像采集装置，使每段子光源的有效光带的长度基本相等，保证照明的均匀性，适应各种方向和深度的裂缝的阴影形成，减少阴影，没有暗区或过曝点，能够更好的突显路面目标特征；同时扩大光源3的横向有效照明范围；并且安全性好。

本发明实施例还公开了一种路面图像采集车。如图9和10所示，该采集车包括：机动车6和如前所述的路面图像采集装置。

具体的，横梁1设置在机动车6的头部或者尾部，或者其它适合的位置。

以获得3.8×2m宽幅高清路面图像(即两个相机2的描线长度W1为3.8米，相机2的镜头表面距被测路面的距离D3为2m)为例，使用时，将滤光片分别安装于相机2的镜头表面，然后将相机2和光源3安装在横梁1上，再将横梁1安装在机动车6的后部。当机动车6在被测道路上行驶时，光源3在特定角度下发射光线，相机2拍摄路面图像。采集完毕，依次关闭相机2和光源3，并将相机2、光源3从激动车6上拆卸下来。

综上，本发明实施例的路面采集车，使每段子光源的有效光带的长度基本相等，保证照明的均匀性，适应各种方向和深度的裂缝的阴影形成，减少阴影，没有暗区或过曝点，能够更好的突显路面目标特征；同时扩大光源3的横向有效照明范围；并且安全性好。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种路面图像采集装置，其特征在于，包括：横梁、两个相机和两组光源；

两个所述相机分别对称设置在所述横梁的两端，所述相机的镜头表面正对所述被测路面；

两组所述光源分别对称设置在所述横梁的两端，每组所述光源包括两个子光源，每组所述光源中的靠近所述横梁外侧的子光源的光柱中心线与被测路面的法线的夹角为25～35°，每组所述光源中的靠近所述横梁内侧的子光源的光柱中心线与被测路面的法线的夹角为15～25°。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：两组所述光源发射的光线组成的有效光带的长度覆盖两个所述相机的描线长度。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：每组所述光源中的靠近所述横梁外侧的子光源的出光面的中心距所述被测路面的距离，每组所述光源中的靠近所述横梁内侧的子光源的出光面的中心距所述被测路面的距离，以及，所述相机的镜头表面距所述被测路面的距离满足使两组所述光源发射的光线组成的有效光带的长度覆盖两个所述相机的描线长度。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述相机的镜头表面距所述被测路面的距离小于每组所述光源中的靠近所述横梁外侧的子光源的出光面的中心距所述被测路面的距离。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述相机的镜头表面距所述被测路面的距离大于每组所述光源中的靠近所述横梁内侧的子光源的出光面的中心距所述被测路面的距离。

6.根据权利要求1述的装置，其特征在于：所述相机的镜头表面距所述被测路面的距离为2m，两个所述相机的描线长度为3.8m，两组所述光源发射的光线组成的有效光带的长度大于3.8mm。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述光源为中心波长为450nm的LED平行光源。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述相机的镜头表面安装有450nm蓝光滤光片。

9.一种路面图像采集车，其特征在于，包括：机动车和搭载在所述机动车上的如权利要求1～8任一项所述的路面图像采集装置。

10.根据权利要求9所述的路面图像采集车，其特征在于：所述横梁设置在所述路面图像采集车的后部或者前部。