一种智能化公路养护标线质量检测方法、系统及电子设备与流程

1.本技术涉及图像识别技术领域，尤其是涉及一种智能化公路养护标线质量检测方法、系统及电子设备。


背景技术：

2.交通标线是指在道路的路面上用线条向交通参与者传递引导、限制、警告等交通信息的标识。其作用是管制和引导交通，清晰显眼的标线能够更好地保障交通安全、引导文明行车。
3.目前，在对公路标线巡查过程中，一般是通过目测对标线状态进行判断。何时进行标线重新施划现行标准的规定是非量化的，不同巡查人员对于“良好可视性”的理解不一致，造成有时候重复施划，带来财政资源的浪费，或者没有进行重新施划，容易形成交通事故隐患。因此，发明人认为现在的巡查标线标准没有统一化，自动化水平不高、效率低下、智能化水平低，对此，有待进一步改善。


技术实现要素：

4.为了实现自动化巡查识别标线质量情况从而提高作业效率，本技术提供了一种智能化公路养护标线质量检测方法、系统及电子设备。
5.第一方面，本技术提供一种智能化公路养护标线质量检测方法，采用如下的技术方案：
6.一种智能化公路养护标线质量检测方法，包括：
7.根据起点触发信号获取公路标线帧流画面中预设纵坐标位置处的图像信息，并将图像信息记录到缓存库中；
8.根据预设成像规则触发组合缓存库中图像信息进行成像，获得二维平面图，并对二维平面图像生成路段唯一码标识，通过路段唯一码标识能够获取帧流画面所记录的地址信息；
9.对二维平面图进行提取计算处理，获得标线矩形图像；
10.根据预设判断规则判断标线矩形图像是否合格，若不合格则保留路段唯一码标识至数据库内。
11.通过采用上述技术方案，对公路标线帧流画面预设纵坐标位置处的图像信息进行获取，并记录到缓存库中，并根据预设成像规则对缓存库内的图像信息进行组合成像，获得二维平面图，二维平面图上带有路段唯一码标识，从路段唯一码标识内能够识别出所记录标线的地址信息，然后二维平面图进行计算处理，增加检测的精准度，获得标线矩形图像，并根据预设判断规则判断标线矩形图像是否合格，实现自动化与智能化采集并识别标线质量情况，提高了作业的效率，对比人工通过主观观察进行巡检的方式，避免了巡查人员对于可视性地理解不一致，提高了巡查的客观性与准确。
12.可选的，所述预设成像规则包括：
13.接收到起点触发信号后实时记录车辆速度以及时间，计算出当前路程数值，当当前路程数值达到预设路程阈值时，结束获取公路标线帧流画面中预设纵坐标位置处的图像信息，同时，重新开始下一段取公路标线帧流画面中预设纵坐标位置处的图像信息的获取，直到接收到车辆停止信号。
14.通过采用上述技术方案，分段式标线采集识别相较于动态识别路径识别能够及时释放内存，只要某段标线检测合格，则可以释放该段内存，保证缓存空间持续可用，有效增强了巡查作业可持续性。
15.可选的，所述组合缓存库中图像信息进行成像，获得二维平面图的步骤，包括：
16.对记录在缓存库中相邻两列的像素值进行匹配，得出相似度；
17.当相似度大于预设阀值，根据预设删除规则对相似内容进行删除；
18.根据时间先后顺序组合缓存库内剩余的像素值，获得二维平面图。
19.通过采用上述技术方案，设置的相似度匹配以及预设删除规则能够有效压缩图像，减少许多帧流取值频率过快而导致的画面拉伸变形情况，使得图像更加贴合正常视觉的标线二维平面图，从而有利于对标线质量进行识别。
20.可选的，所述对记录在缓存库中相邻两列的像素值进行匹配，得出相似度的步骤中采用余弦相似度计算缓存库中相邻两排像素值的相似度，余弦相似度算法如下：
[0021][0022]
其中，a，b分别代表相邻两排像素值，a
·
b代表两排像素值的内积，||a||*||b||代表两排像素值范数相乘。
[0023]
通过采用上述技术方案，余弦相似度描述的是两排像素值变化的相似性，结果较与一般的像素差值算法更加的精准，有利于实现二维平面图成像。
[0024]
可选的，所述对二维平面图进行提取计算处理，获得标线图像的步骤，包括：
[0025]
对二维平面图进行预处理，获得增强灰度图像；
[0026]
将增强灰度图像进行边缘检测，获得标线边缘信息；
[0027]
对标线边缘信息进行霍夫变换识别标线形状，并对将标线形状进行提取，获得标线图像；
[0028]
将标线图像粘贴至预设固定尺寸大小的图层中，并自动填充预设像素值至图层空白处，获得标线矩形图像。
[0029]
通过采用上述技术方案，预处理能够有效消除二维平面图模糊或者光照不同等影响，转化为增强灰度图像，再通过对增强灰度图像进行边缘检测，从而获得标线边缘信息，进而再通过霍夫变换识别标线形状，获得标线图像，并将标线图像粘贴至像素值统一的图层中，设置的预设像素值与标线处像素值具有反差，减少除了标线以外的公路面对识别是否合格造成影响，提高了质量识别的精准度。
[0030]
可选的，所述对二维平面图进行预处理，获得增强灰度图像的步骤，包括：
[0031]
对二维平面图进行先腐蚀后膨胀的开操作，获得初级处理图像；
[0032]
对初级处理图像通过加权平均法进行灰度化处理，获得灰度图像；
[0033]
对灰度图像进行中值滤波处理，获得增强灰度图像。
[0034]
通过采用上述技术方案，开操作具有消除细小物体，在纤细处分离物体和平滑较
大物体边界的作用。中值滤波对椒盐噪声和斑点噪声效果显著，而且中值滤波具有较好的边缘保持特性，能够进一步加强区分出标线线条边缘发生残缺的情况。
[0035]
可选的，所述预设判断规则包括：
[0036]
统计标准矩形图像内像素值小于预设阈值的个数，并根据计算所述个数占总数的比值，判断所述比值是否大于预设占比值，若所述比值大于预设占比值，则判断标线矩形图像不合格。
[0037]
由于标准矩形图像内的标线图案大体为矩形状，没有过度复杂的样式，因此，通过统计个数占比值的方式能够有效提高了整体计算的处理速度，缓存也能够得到及时的释放，增强了质量识别作业的可持续时间。
[0038]
第二方面，本技术提供一种智能化公路养护标线质量检测系统，采用如下的技术方案：
[0039]
一种智能化公路养护标线质量检测系统，包括：
[0040]
信息记录模块，用于根据起点触发信号获取公路标线帧流画面中预设纵坐标位置处的图像信息，并将图像信息记录到缓存库中；
[0041]
信息成像模块，用于根据预设成像规则触发组合缓存库中图像信息进行成像，获得二维平面图，并对二维平面图像进行生成路段唯一码标识，通过路段唯一码标识能够获取帧流画面所记录的地址信息；
[0042]
图像处理模块，用于对二维平面图进行提取计算处理，获得标线矩形图像；
[0043]
图像判断模块，用于根据预设判断规则判断标线矩形图像是否合格，若不合格则保留路段唯一码标识至数据库内。
[0044]
第三方面，本技术提供一种电子设备，采用如下的技术方案：
[0045]
一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述的一种智能化公路养护标线质量检测方法的计算机程序。
[0046]
第四方面，本技术是提供一种计算机存储介质，采用如下技术方案：
[0047]
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述的一种智能化公路养护标线质量检测方法的计算机程序。
[0048]
综上所述，本技术包括以下有益技术效果：
[0049]
对公路标线帧流画面预设纵坐标位置处的图像信息进行获取，并记录到缓存库中，并根据预设成像规则对缓存库内的图像信息进行组合成像，获得二维平面图，二维平面图上带有路段唯一码标识，从路段唯一码标识内能够识别出所记录标线的地址信息，然后二维平面图进行计算处理，增加检测的精准度，获得标线矩形图像，并根据预设判断规则判断标线矩形图像是否合格，实现自动化采集并识别标线质量情况，统一了识别合格的标准，同时，提高了作业的效率。
附图说明
[0050]
图1是本技术其中一实施例的一种智能化公路养护标线质量检测方法的流程图。
[0051]
图2是本技术另一实施例中步骤s2中组合缓存库中图像信息进行成像的具体步骤流程图。
[0052]
图3是本技术另一实施例中步骤s3的具体步骤流程图。
[0053]
图4是本技术另一实施例中步骤s30的具体步骤流程图。
[0054]
图5是本技术其中一实施例的一种智能化公路养护标线质量检测系统的结构图。
[0055]
图中，1、信息记录模块；2、信息成像模块；3、图像处理模块；4、图像判断模块。
具体实施方式
[0056]
以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
[0057]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-5及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0058]
参照图1，本技术实施例公开一种智能化公路养护标线质量检测方法，包括以下步骤：
[0059]
s1、根据起点触发信号获取公路标线帧流画面中预设纵坐标位置处的图像信息，并将图像信息记录到缓存库中。
[0060]
具体的，通过在车辆上加装数据采集摄像头，摄像头固定设置在车子前部并与路面垂直，可清晰对地面进行聚焦拍摄，其中，摄像头可选为鱼眼摄像头，也可选为普通镜头，本方法不受摄像头类型限制。当需要对公路标线进行巡查时，连接车载导航系统，记录起点地址，并通过预设的按钮或者语音指令生成起点触发信号发送给服务器，服务器获取到起点触发信号后开始通过摄像头获取公路标线帧流画面中预设的纵坐标位置处的图像信息，在本实施例中，优先的，获取位于帧流画面纵坐标位置最正中间区域水平方向上的像素值，这是由于在摄像头拍摄的帧流画面最正中间位置与公路标线垂直，成像质量好，该位置能够有效避免阳光猛烈时远处路面反光对帧流画面造成影响。
[0061]
此外，缓存可以是固定长度的，确保长期记录过程中缓存不会溢出，具体的，缓存负责将送入的纵坐标扫描结果按拍摄的先后顺序记录下来，当记录内容超过缓存的最大容量时，采用先入先出的方法将早期数据从缓存中删除，并记录新数据。
[0062]
s2、根据预设成像规则触发组合缓存库中图像信息进行成像，获得二维平面图，并对二维平面图像生成路段唯一码标识，通过路段唯一码标识能够获取帧流画面所记录的地址信息。
[0063]
具体的，预设成像规则为接收到起点触发信号后实时记录车辆速度以及时间，并计算出当前路程数值，当当前路程数值达到预设路程阈值时，结束获取公路标线帧流画面中预设纵坐标位置处的图像信息，同时，重新开始下一段取公路标线帧流画面中预设纵坐标位置处的图像信息的获取，直到接收到车辆停止信号。
[0064]
其中，在本实施例中，设置的预设路程阈值可选为1公里。当车辆行走了1公里便结束图像信息获取后，也同时触发组合缓存库中的图像信息进行成像，具体的，对缓存库中的按照时间顺序排列的像素值组合在一起，得到二维平面图，相当于将画面中心的时序信息转变成了平面信息，此外，还对二维平面图生成路段唯一码标识，设置的路段唯一码标识与帧流画面所记录的地址信息相关联，路段唯一码标识的设定规则也是根据起始地址加上路程数值进行设置，从而通过存储路段唯一码标识以及起始地址能够识别二维平面图所在的地址信息，有效减少设备的存储量。
[0065]
此外，图2为本公开中步骤s2中组合缓存库中图像信息进行成像的一种可选实现
方式流程图，参照图2，步骤s2具体包括以下步骤s20、步骤s21以及步骤s22：
[0066]
s20、对记录在缓存库中相邻两列的像素值进行匹配，得出相似度。
[0067]
s21、当相似度大于预设阀值，根据预设删除规则对相似内容进行删除。
[0068]
s22、根据时间先后顺序组合缓存库内剩余的像素值，获得二维平面图。
[0069]
具体的，由于帧流画面一帧速度往往快于车辆行驶速度，容易在同一位置取帧多次，直接将缓存库内的像素值组合的话，实际的标线被拉伸过长，造成数据冗余影响整体的处理速度，因此，需要对相似内容进行删除，在本实施例中，计算缓存中相邻两列像素值的相似度优选用余弦相似度算法。余弦相似度描述的是两列像素变化的相似性，结果精准但计算量大，因此，余弦相似度算法十分适合应用于精度要求高但数量有限的相似向量计算，根据预设成像规则可知缓存固定长度的，因此，余弦相似度算法非常适合本技术的相似度计算。余弦相似度计算公式如下，其中a，b分别代表相邻两排像素值，a
·
b代表相邻两排像素值的内积，‖a‖*‖b‖代表相邻两排像素值范数相乘：
[0070][0071]
当余弦相似度超过95％时，判定相邻两排像素值存在相似性，二者中只保留时间靠后的一排像素值；否则认为相邻两排像素值不存在相似性，二者都保留。上述过程反复进行，直到整个缓存迭代一遍。
[0072]
在另一实施例中，计算缓存中相邻两排像素值的相似度可选用相邻两排像素值进行差值比较得出。
[0073]
s3、对二维平面图进行提取计算处理，获得标线矩形图像。
[0074]
具体的，由于对缓存库中的像素值进行组合后，每段路程的所组合后的尺寸大小不一，容易对后续的合格判断造成误差，因此，还需要对二维平面图进行相关的特征提取、计算等处理，获得统一大小的标线矩形图像。
[0075]
图3为本公开中步骤s3的一种可选实现方式流程图，参照图3，步骤s3具体包括以下步骤s30、步骤s31、步骤s32以及步骤s33：
[0076]
s30、对二维平面图进行预处理，获得增强灰度图像。
[0077]
s31、将增强灰度图像进行边缘检测，获得标线边缘信息。
[0078]
s32、对标线边缘信息进行霍夫变换识别标线形状，并对将标线形状进行提取，获得标线图像。
[0079]
s33、将标线图像粘贴至预设固定尺寸大小的图层中，并自动填充预设像素值至图层空白处，获得标线矩形图像。
[0080]
具体的，由于光照的影响，每段路程的二维平面图之间容易存在误差，因此，需要对二维平面图进行增强预处理，获得增强灰度图像。并对增强灰度图像进行边缘检测，获得标线边缘信息，即若干标线边缘点坐标，其中，边缘检测可选用canny检测，canny检测能够标识出尽可能多的实际边缘，同时尽可能的减少噪声产生的误报，具备高定位性、最小响应等特点。然后再根据标线边缘信息进行霍夫变换，从而识别出标线形状，并抠出标线形状，获得标线图像，再将标线图像粘贴至预设固定尺寸大小的图层中，并自动填充预设像素值至图层空白处，获得标线矩形图像，其中，预设像素值设定为0，与标线形成最大方差，有利于消除原图中存在除标线外的公路路面对标线质量识别造成影响。
[0081]
图4为本公开中步骤s30的一种可选实现方式流程图，参照图4，步骤s30具体包括以下步骤s300、步骤s301以及步骤s302：
[0082]
s300、对二维平面图进行先腐蚀后膨胀的开操作，获得初级处理图像。
[0083]
s301、对初级处理图像通过加权平均法进行灰度化处理，获得灰度图像。
[0084]
s302、对灰度图像进行中值滤波处理，获得增强灰度图像。
[0085]
具体的，先对二维平面图进行先腐蚀后膨胀的开操作，获得初级处理图像，具有消除细小物体，在纤细处分离物体和平滑较大物体边界的作用。然后对初级处理图像进行灰度化处理，在本实施例中，采用的灰度处理选用了加权平均法。再对灰度图像进行中值滤波处理，获得增强灰度图像，中值滤波对椒盐噪声和斑点噪声效果显著，而且中值滤波具有较好的边缘保持特性，能够进一步加强区分出标线线条边缘发生残缺的情况。
[0086]
s4、根据预设判断规则判断标线矩形图像是否合格，若不合格则保留路段唯一码标识至数据库内。
[0087]
具体的，预设判断规则为通过统计标准矩形图像内像素值小于预设阈值的个数，并根据计算个数占总数的比值，判断比值是否大于预设占比值，若比值大于预设占比值，则判断标线矩形图像不合格。不合格之后对该路段唯一码标识进行保存，并将缓存库内的数据进行清空处理，及时释放内存，增强识别作业的可持续性，同时，设备缓存容量不需要太大，大大降低了设备购买成本。
[0088]
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
[0089]
本技术实施例还提供一种智能化公路养护标线质量检测系统，该智能化公路养护标线质量检测系统与实施例中智能化公路养护标线质量检测方法一一对应。参照图5，该智能化公路养护标线质量检测系统包括：信息记录模块1、信息成像模块2、图像处理模块3以及图像判断模块4。各功能模块详细说明如下：
[0090]
信息记录模块1，用于根据起点触发信号获取公路标线帧流画面中预设纵坐标位置处的图像信息，并将图像信息记录到缓存库中。
[0091]
信息成像模块2，用于根据预设成像规则触发组合缓存库中图像信息进行成像，获得二维平面图，并对二维平面图像进行生成路段唯一码标识，通过路段唯一码标识能够获取帧流画面所记录的地址信息。
[0092]
图像处理模块3，用于对二维平面图进行提取计算处理，获得标线矩形图像。
[0093]
图像判断模块4，用于根据预设判断规则判断标线矩形图像是否合格，若不合格则保留路段唯一码标识至数据库内。
[0094]
其中，智能化公路养护标线质量检测系统根据起点触发信号利用信息记录模块1通过从摄像头内获取公路标线帧流画面中预设纵坐标位置处的图像信息，并将图像信息记录到缓存库中，而后再利用信息成像模块2根据预设成像规则触发组合缓存库中图像信息进行成像，获得二维平面图，并对二维平面图像进行生成路段唯一码标识，通过路段唯一码标识能够获取帧流画面所记录的地址信息，再利用图像处理模块3对二维平面图进行提取计算处理，获得标线矩形图像，最后利用图像判断模块4根据预设判断规则判断标线矩形图像是否合格，若不合格则保留路段唯一码标识至数据库内。
[0095]
关于智能化公路养护标线质量检测系统的具体限定可参见上下文中对智能化公路养护标线质量检测方法的限定，在此不再赘述。上述一种智能化公路养护标线质量检测系统中的各模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于电子设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于电子设备的存储器中，以便于处理器调用执行以上各模块对应的操作。
[0096]
本技术实施例公开一种电子设备。一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时，执行以下步骤：
[0097]
s1、根据起点触发信号获取公路标线帧流画面中预设纵坐标位置处的图像信息，并将图像信息记录到缓存库中。
[0098]
s2、根据预设成像规则触发组合缓存库中图像信息进行成像，获得二维平面图，并对二维平面图像生成路段唯一码标识，通过路段唯一码标识能够获取帧流画面所记录的地址信息。
[0099]
s3、对二维平面图进行提取计算处理，获得标线矩形图像。
[0100]
s4、根据预设判断规则判断标线矩形图像是否合格，若不合格则保留路段唯一码标识至数据库内。
[0101]
步骤s2中组合缓存库中图像信息进行成像的步骤包括：
[0102]
s20、对记录在缓存库中相邻两列的像素值进行匹配，得出相似度。
[0103]
s21、当相似度大于预设阀值，根据预设删除规则对相似内容进行删除。
[0104]
s22、根据时间先后顺序组合缓存库内剩余的像素值，获得二维平面图。
[0105]
步骤s3包括：
[0106]
s30、对二维平面图进行预处理，获得增强灰度图像。
[0107]
s31、将增强灰度图像进行边缘检测，获得标线边缘信息。
[0108]
s32、对标线边缘信息进行霍夫变换识别标线形状，并对将标线形状进行提取，获得标线图像。
[0109]
s33、将标线图像粘贴至预设固定尺寸大小的图层中，并自动填充预设像素值至图层空白处，获得标线矩形图像。
[0110]
步骤s30包括：
[0111]
s300、对二维平面图进行先腐蚀后膨胀的开操作，获得初级处理图像。
[0112]
s301、对初级处理图像通过加权平均法进行灰度化处理，获得灰度图像。
[0113]
s302、对灰度图像进行中值滤波处理，获得增强灰度图像。
[0114]
本技术实施例还公开一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行的计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一种智能化公路养护标线质量检测方法的步骤，且能达到相同的效果。
[0115]
其中，计算机可读存储介质例如包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0116]
以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代
特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。