基于前方图像的道路日常巡查快速检测技术-信号与信息处理专业论文.docx

Rapid detection technology of routine inspections based on the forward image of the road A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Wei Yan Supervisor：Associate Prof. Song Hongxun Chang’an University, Xi’an, China 摘要 摘 要 I I 公路交通是国家经济发展与社会进步的重要基础设施，在国民经济和人民生 活中占有重要的地位。在公路交通事业高速发展的同时，对已经建成的高速公路 进行日常的养护管理成为一项很重要的工作，而道路日常巡查是高速公路日常养 护中一项重要内容。 高速公路日常巡查通常采用以人工观测为主，辅以摄影或摄像的方法，该方 法效率低、巡查人员面临的危险性高，有时还会对交通产生影响。为了能够提高 检测效率、保障巡查人员的安全，及时发现公路及其附属设施损坏情况，确保公 路安全畅通，本文提出了基于前方图像的道路日常巡查快速检测技术。该技术检 测效率高、数据处理速度快，能够满足道路的日常养护需求。论文主要进行了以 下几个方面的研究： 1．基于单目视觉摄影测量原理，研究了基于道路前方图像的路产各项指标计 算方法。根据单目摄影测量的基本原理，采用物方坐标系和图像坐标系之间的转 化关系测量路产的各项指标。 2．设计了基于前方图像的道路日常巡查快速检测系统的总体方案。根据日常 巡查的内容和评定标准，给出道路日常检测系统的设计要求，分析了系统工作流 程。 3．对道路日常巡查快速检测系统的关键技术进行了深入研究，包括图像采集 技术、系统标定和图像处理技术。图像采集是采用多线程的方式对前方数字图像 进行实时采集；系统标定采用最小二乘法求得物像平面的坐标关系；图像处理获 得路面的破损程度和沿线设施的几何尺寸。 4．研究了基于单台相机的高速公路养护中的路产立体摄影测量方法，进行 了实验验证，为进一步研究开发基于单台相机的路产测量系统奠定了基础。 关键词：高速公路，前方图像，单目视觉摄影测量，面阵 CCD，Visual Studio Abstr Abstract of of road damage and the geometric dimensions of the traffic-facility are obtained by image processing. Finally, the stereo photogrammetry of the highway maintenance based on the single camera is researched. The stereo photogrammetry experiment based on a single camera shows that the measurement system can be used in the highway routine inspection. PAGE PAGE III PAGE PAGE IV Highway traffic which is an important infrastructure in the countrys economic development and social progress occupies a significant position in the national economy and peoples lives. With the rapid growth of highway transportation, it is a very significant task for the built highway to conduct the routine maintenance and management. At the same time, the highway routine inspection is a major part of the highway daily maintenance. The highway routine inspection commonly used for manual observation and photography or video. The method of low efficiency, high risk to the inspection staff and great influences on traffic. In order to impr