克服阴影和车道线影响的路面坑洞识别研究

胡均平，邓穆坤，刘成沛

（中南大学 机电工程学院，长沙 410083）

0 引言

道路损坏是交通事故发生的一大诱因，这一情况引起了越来越多国家重视[1]。道路在使用过程中由于老化、车轮挤压、雨水冲刷、路基薄弱等原因容易产生裂缝、拥包、坑洞等各种道路损坏。路面坑洞是其中比较严重的一种道路损坏，不仅影响驾驶体验，也容易引发交通事故。如果车辆可以在驶入坑洞之前，识别出坑洞的存在，将能够为车辆的自动驾驶提供驾驶状态调整依据，从而提高驾驶的安全性。此外，实现对路面坑洞的自动识别也可为道路管理部门提供自动化道路质量检测手段[2]。

现有的路面坑洞识别方法主要有三种：基于振动的方法[3]、基于三维重建的方法[4]和基于二维图像的方法[5]。基于振动的方法主要是利用加速度传感器的梯度变化来识别坑洞，具有算法复杂度低的特点。但是这一方法的缺陷在于容易将减速带、拥包等误识为坑洞[1]。基于三维重建的方法，可分为三维激光雷达方法和立体视觉方法。采用三维激光雷达可以获得路面的很多细节信息，相对于其他的方法有着更好的效果，但是激光雷达成本昂贵[6]，采用立体视觉方法，需要匹配不同视角图像的特征点，算法时间花费较大。

基于二维图像的方法可以在低成本的情况下获得较好的结果，但是需要有好的算法去实现识别功能。Koch[5]等假设坑洞比周围路面亮度更低，利用三角阈值法分割坑洞非坑洞区域，几何特征椭圆率、面积等去除干扰区域，形态学细化和椭圆拟合法识别坑洞达到了86%的准确率。……