阅读说明：本技术 一种基于双目摄影测量及组合定位的道路巡检装置 (Road inspection device based on binocular photogrammetry and combined positioning ) 是由 孙瑞 赵柯柯 王冬梅 聂松广 张贵豪 陈普智 牛晓航 赵欣 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于双目摄影测量及组合定位的道路巡检装置,包括巡检车本体、安装在巡检车本体前端的双目视觉传感器、安装在巡检车本体下底面上的红外线光幕组、以及内载于巡检车本体内的三维姿态传感器、GPS定位芯片和道路状态分析系统；双目视觉传感器用于实现道路图像的采集,并传送至道路状态分析系统中；红外线光幕组用于实现道路地面破损参数的采集,并将采集到的道路地面破损参数传送至道路状态分析系统中,道路状态分析系统基于道路图像及道路地面破损参数实现道路状态的分析,并输出对应的道路状态分析报告至远程服务器。本发明结构简单,使用方便,可以代替人工自动完成道路信息的全面采集、分析,漏检率低、效率高。(The invention discloses a road inspection device based on binocular photogrammetry and combined positioning, which comprises an inspection vehicle body, a binocular vision sensor arranged at the front end of the inspection vehicle body, an infrared light curtain group arranged on the lower bottom surface of the inspection vehicle body, a three-dimensional attitude sensor, a GPS positioning chip and a road state analysis system, wherein the three-dimensional attitude sensor, the GPS positioning chip and the road state analysis system are internally carried in the inspection vehicle body; the binocular vision sensor is used for acquiring road images and transmitting the road images to the road state analysis system; the infrared light curtain group is used for acquiring road ground damage parameters and transmitting the acquired road ground damage parameters to the road state analysis system, and the road state analysis system realizes the analysis of road states based on road images and road ground damage parameters and outputs corresponding road state analysis reports to the remote server. The road information comprehensive acquisition and analysis system is simple in structure, convenient to use, capable of replacing manual work to automatically complete comprehensive acquisition and analysis of road information, low in omission factor and high in efficiency.)

一种基于双目摄影测量及组合定位的道路巡检装置

技术领域

本发明涉及道路监测领域，具体涉及一种基于双目摄影测量及组合定位的道路巡检装置。

背景技术

巡检，是道路养护的第一步。虽然人们对路面上的坑洼裂痕习以为常，但小病害不被及时发现、修复，就会快速恶化，降低道路的使用寿命，严重威胁道路交通安全。

目前， 由于市售的道路路面信息采集设备普遍存在结构复杂，价格昂贵，无法全面采集道路信息、数据处理结果精确度低等问题，因此，道路巡检仍然主要依靠人工巡查、拍照纪录的方式来完成，漏检率高、效率低，且同时巡检员在车流中拍照存在较大的安全隐患。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于双目摄影测量及组合定位的道路巡检装置，结构简单，使用方便，可以代替人工自动完成道路信息的全面采集、分析，漏检率低、效率高。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于双目摄影测量及组合定位的道路巡检装置，包括巡检车本体、安装在巡检车本体前端的双目视觉传感器、安装在巡检车本体下底面上的红外线光幕组、以及内载于巡检车本体内的三维姿态传感器、GPS定位芯片和道路状态分析系统；所述双目视觉传感器用于实现道路图像的采集，并将采集到的道路图像传送至道路状态分析系统中；所述红外线光幕组用于实现道路地面破损参数的采集，并将采集到的道路地面破损参数传送至道路状态分析系统中，所述道路状态分析系统基于所述道路图像及道路地面破损参数实现道路状态的分析，并输出对应的道路状态分析报告至远程服务器，所述GPS定位芯片用于实时反馈巡检车所在的定位信息，所述三维姿态传感器用于实现巡检车体姿态信息的采集并实现巡检车体的辅助定位。

进一步地，所述双目视觉传感器基于蛇形机械臂安装在巡检车本体的前端。

进一步地，每一张道路图像均携带有双目视觉传感器的姿态信息。

进一步地，基于红外线光幕组生成的宽度大于巡检车本体的宽度的红外线光幕实现道路地面的扫描检测。

进一步地，所述道路状态分析系统基于Dssd_Inception_V3_coco模型实现道路异常状态的识别；基于红外线光幕实现道路地面破损位置、破损形状及尺寸参数的识别。

进一步地，在GPS定位芯片未反馈巡检车所在的定位信息时，服务器启动辅助定位模块，基于巡检开始时GPS定位芯片所反馈巡检车所在的定位信息以及三维姿态信息所采集到的巡检车的历史姿态参数实现当前巡检车所在位置的估算，并输出对应的定位信息。

进一步地，所述车架上顶面安装有一太阳能光伏板，在巡检过程中为驱动电机的蓄电池充电，该蓄电池带有电量检测功能，在天气状况不佳引起的光伏板供电不足情况下，可及时提示监管人员为其充电。

进一步地，所述道路状态分析报告内载道路状态总体评分、道路巡检异常名称及其所在的定位信息、道路破损的情况及每一个破损所在的定位信息、形状信息和尺寸信息。

本发明具有以下有益效果：

1）结构简单，使用方便，可以代替人工自动完成道路信息的全面采集、分析，漏检率低、效率高；

2）可以实现道路地面破损位置、破损形状及尺寸参数的检测，从而即使发现道路地面的安全隐患，并作出相应的维护，延长道路使用寿命；

3）可以实现道路异常状态，比如交通标志、标线、护栏设施老旧、变形、破损及缺失等情况的识别；

4）所有的异常检测结果均携带有其对应的定位信息，便于维护人员后期对异常的快速查找。

附图说明

图1为本发明实施例一种基于双目摄影测量及组合定位的道路巡检装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例一种基于双目摄影测量及组合定位的道路巡检装置的立体图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1-图2所示，本发明实施例提供了一种基于双目摄影测量及组合定位的道路巡检装置，包括巡检车本体1、安装在巡检车本体1前端的双目视觉传感器2、安装在巡检车本体下底面上的红外线光幕组3、以及内载于巡检车本体内的三维姿态传感器4、GPS定位芯片5和道路状态分析系统；所述双目视觉传感器2基于蛇形机械臂安装在巡检车本体的前端，用于实现道路图像的采集，并将采集到的道路图像经无线传输天线6传送至道路状态分析系统中；所述红外线光幕组用于实现道路地面破损参数的采集，并将采集到的道路地面破损参数经无线传输天线6传送至道路状态分析系统中，所述道路状态分析系统基于所述道路图像及道路地面破损参数实现道路状态的分析，并输出对应的道路状态分析报告至远程服务器，所述GPS定位芯片用于实时反馈巡检车所在的定位信息，所述三维姿态传感器用于实现巡检车体姿态信息的采集并实现巡检车体的辅助定位。

本实施例中，通过蛇形机械臂可以实现双目视觉传感器图像采集角度的调节，从而以扫描的模式实现巡检车前方及前侧方图像的采集，每一张道路图像均携带有双目视觉传感器的姿态信息。

本实施例中，基于红外线光幕组生成的宽度大于巡检车本体的宽度的红外线光幕实现道路地面的扫描检测，可以避免检测漏洞，从而实现道路地面破损位置、破损形状及尺寸参数的识别。

本实施例中，所述道路状态分析系统基于Dssd_Inception_V3_coco模型实现道路异常状态的识别；所述Dssd_Inception_V3_coco模型采用Dssd_目标检测算法，用coco数据集预训练Inception_V3深度神经网络。然后用先前准备好的数据集训练该模型，微调深度神经网络中的各项参数，最后得到合适的用于检测道路异常状态的目标检测模型。道路异常状态至少包括交通标志、标线、护栏设施老旧、变形、破损及缺失。

本实施例中，在GPS定位芯片未反馈巡检车所在的定位信息时，服务器启动辅助定位模块，基于巡检开始时GPS定位芯片所反馈巡检车所在的定位信息以及三维姿态信息所采集到的巡检车的历史姿态参数实现当前巡检车所在位置的估算，并输出对应的定位信息。

本实施例中，所述巡检车本体包括车架、底盘和驱动装置，该驱动装置包括安装在底盘上方的驱动电机以及与驱动电机传动连接的对称安装在底盘下底面的两组驱动轮，所述车架上顶面安装有一太阳能光伏板，在巡检过程中为驱动电机的蓄电池充电，该蓄电池带有电量检测功能，在天气状况不佳引起的光伏板供电不足情况下，可及时提示监管人员为其充电。

本实施例中，所述道路状态分析报告内载道路状态总体评分、道路巡检异常名称及其所在的定位信息、道路破损的情况及每一个破损所在的定位信息、形状信息和尺寸信息。

本具体实施在巡检前，需先通过手机app实现目标巡检路段地图信息的录入，服务器根据目标巡检路段地图信息实现巡检车巡检路线的规划，同时根据目标巡检路段两端搭建的摄像头所反馈的路况信息实现巡检车巡检路线的动态规划，巡检小车在巡检过程中基于双目视觉传感器和三维姿态传感器实现越障和避障，同时基于蛇形机械臂带动双目视觉传感器实现巡检车前方及前侧方图像的采集和反馈，基于红外线光幕组生成的宽度大于巡检车本体的宽度的红外线光幕实现道路地面的扫描检测反馈，所述道路状态分析系统实时接收所述巡检车前方及前侧方图像和红外线光幕检测结果，基于巡检车前方及前侧方图像和红外线光幕检测结果实现道路状态的分析，并输出对应的道路状态分析报告至远程服务器，用户通过手机app登录后，可以实现道路状态分析报告的查看。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。