基于无线网络视频传感器的公路路面病害检测及识别方法

摘要

本发明公开了一种基于无线网络视频传感器的公路路面病害检测及识别方法，首先采集高速公路路面病害视频图像并定位病害位置，再对该视频图像进行预处理提取病害目标区域，最后采用HGM多小波变换提取高速公路路面病害纹理特征。本发明提供的基于无线网络视频传感器的公路路面病害检测及识别方法，能够实时检测到路面病害初期状况，并跟踪其发展情况，分析路面病害发展趋势，具有较好的实时性，并且检测效率高；且该方法在高速公路路面病害检测中的应用可节约高速公路维修成本，确保行车安全，延长公路使用寿命。

主权项

基于无线网络视频传感器的公路路面病害检测及识别方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：（1）采集高速公路路面病害视频图像并定位病害位置，通过无线网络传输到交通信息处理中心存储及预检测，具体包括如下步骤：（1‑1）通过车载高速无线网络摄像机拍摄路面视频图像，所采集的视频图像要覆盖到正在行驶的整个单车道；在获取路面视频图像的同时，GPS记录当前图像帧对应的路面地理位置信息；（1‑2）通过无线通讯网络将视频图像实时传输到交通信息处理中心进行实时处理，当发现病害时，对高速公路路面病害进行特征提取并分类；（2）对采集到的高速公路路面病害视频图像数据进行预处理，具体包括如下步骤：（2‑1）对获取的病害图像进行色彩分析和灰度化处理，将彩色图像转换为灰度图像；（2‑2）采用Daubechies4小波变换对灰度化的路面图像进行去噪，Daubechies4小波的高频滤波器系数[G0 G1 G2 G3]和低频滤波器系数[H0 H1 H2 G3]分别为： G 0 = ( 1 + 3 ) 4 2 , G 1 = ( 3 + 3 ) 4 2 , G 2 = ( 3 - 3 ) 4 2 , G 3 = ( 1 - 3 ) 4 2 H 0 = ( 1 - 3 ) 4 2 , H 1 = ( - 3 + 3 ) 4 2 , H 2 = ( 3 + 3 ) 4 2 , H 3 = ( - 1 - 3 ) 4 2 ; （2‑3）对去噪后的路面图像进行增强；（3）对高速公路路面病害目标区域进行提取，具体包括如下步骤：（3‑1）采用差影法将路面病害图像像素灰度值与一副标准的无病害的路面图像像素灰度值相减，增强路面病害图像中病害的目标；（3‑2）采用边缘检测算子提取病害边缘信息；（4）对路面病害特征进行提取及分类，定位到路面病害区域后，提取病害特征并进行归一化，然后根据病害种类及病害严重程度进行分类，具体包括如下步骤：（4‑1）采用HGM多小波变换提取高速公路路面病害纹理特征，HGM多小波的高频滤波器系数[G0 G1 G2 G3]和低频滤波器系数[H0 H1 H2 G3]分别为： G 0 = 3 5 2 4 5 - 1 20 - 3 10 2 , G 1 = 3 5 2 0 9 20 1 2 , G 2 = 0 0 9 20 - 3 10 2 , G 3 = 0 0 - 1 20 0 H 0 = 1 10 - 1 2 - 3 2 1 2 3 , H 1 = 1 10 9 2 - 10 2 - 9 2 0 , H 2 = 1 10 9 2 - 3 2 9 2 - 3 , H 3 = 1 10 - 1 2 0 - 1 2 0 ; （4‑2）采用支持向量机分类器对提取的高速公路路面病害纹理特征向量进行分类，识别出最终的病害类别。