(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210979316.4 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 中国地质大 学 （武汉） 地址 430000 湖北省武汉市洪山区鲁磨路 388号 (72)发明人 王永桂　李东升　关国梁　 (74)专利代理 机构 武汉知产时代知识产权代理 有限公司 42 238 专利代理师 吴晓茜 (51)Int.Cl. G06V 20/52(2022.01) G06T 7/80(2017.01) (54)发明名称 一种内涝积水深度计算方法、 系统及可读存 储介质 (57)摘要 本发明提供的一种内涝积水深度计算方法、 系统及可读存储介质， 该方法包括预先在城市特 定位置， 沿路标定多个实体标尺； 获取实体标尺 的道路监控图像， 确定实体标尺在 道路监控图像 中的位置信息； 结合位置信息， 创建透视投影模 型， 构建虚拟标尺； 结合虚拟标尺， 确定路面中任 意一点的虚拟尺刻度像素高度； 应用机器视觉模 型， 识别道路监控图像的积水区域， 分割得到积 水区域的边界范围； 在积水边界范围以外的道路 区域， 结合道路区域的边界位置， 在模型中构造 道路线； 根据道路线的延伸方向、 积水区域的边 界信息， 确定路面区域； 根据虚拟尺刻度像素高 度， 在积水监测点构建虚拟标尺， 根据虚拟标尺 与道路表 面和积水表面的交点之间的高度差， 确 定目标积水深度。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115497036 A 2022.12.20 CN 115497036 A 1.一种内涝积水深度计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 预先在城市特定位置， 沿路标定多个实体标尺； S2、 获取实体标尺的道路监控图像， 并确定各所述实体标尺在所述道路监控图像中所 处的位置信息； S3、 结合各 所述实体标尺的位置信息， 创建相应的透 视投影模型， 构建虚拟标尺； S4、 结合所述虚拟标尺， 确定路面中任意 一点的虚拟尺刻度像素高度； S5、 应用机器视觉模型， 识别道路监控图像中的积水区域， 分割得到积水区域边界范 围； S6、 在积水边界范围以外的道路区域， 结合所述道路区域的边界位置， 在模型中构造相 应的道路线； S7、 根据道路线的延伸方向、 以及积水区域的边界信息， 确定所述积水区域对应的路面 区域； S8、 根据所述虚拟尺刻度像素高度， 在积水监测点处构建相应的虚拟标尺， 根据所述虚 拟标尺与道路表面和积水表面的交点之间的高度差， 确定目标积水深度。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S2中， 所述确定各所述实体标尺在所 述道路监控图像中所处的位置信息， 包括： S21、 确定对应城市特定位置、 且预 先沿路标定好多个实体标尺的目标道路监控视频； S22、 按照预设的图像切分规则， 从所述目标道路监控视频中切分出多个道路监控图 像； S23、 调用预先训练好的目标检测模型， 从所述多个道路监控图像 中进行实体标尺的识 别， 并基于识别过程中标定的识别框的上下边缘像素坐标， 确定各实体标尺在所述道路监 控图像中所处的像素坐标以及像素高度。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 步骤S21中， 所述确定对应城市特定位置、 且预先沿路标定好多个实体标尺的目标道路监控视频， 包括： S211、 获取对应城市特定位置的初始道路监控视频， 并从所述初始道路监控视频中进 行道路平直区段的识别； S212、 在识别出相应的道路平直区段时， 沿着所述道路平直区段的边界标定多个具备 明确高度信息的实体标尺， 使得所述实体标尺出现在道路的监控视频范围内， 并以此确定 所需的目标道路监控视频。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在创建的透视投影模型中存在多个灭点， 所述灭点根据各所述 实体标尺所代表的平行线线 条， 向远处地平线伸展聚合所得的聚合点 确定。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 步骤S4中， 所述结合所述虚拟标尺， 确定路 面中任意 一点的虚拟尺刻度像素高度， 包括： S41、 根据各所述实体标尺所处的位置信息， 通过下述公式， 计算得到各灭点的像素坐 标： (y2‑y0)(x1‑x0)＝(y1‑y0)(x2‑x0)； (1) 其中， (x1， y1)、 (x2， y2)为预设的两个实体标尺分别对应的像素坐标， (x0， y0)为相应灭 点的像素坐标；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115497036 A 2S42、 在标定点(x1， y1)所在的路面中， 进行虚拟标尺的构建； S43、 根据灭点的纵向像素坐标y0、 标定点的纵向像素坐标y1、 以及虚拟标尺 上一个刻度 对应的显示像素高度hv1， 通过下述公式， 计算路面中任意 一点的虚拟尺刻度像素高度hv： hv＝hv1(y‑y0)/(y1‑y0)； (2) hv1＝(h1*hr0)/hc； (3) 其中， y为路面中任意一点的纵向像素坐标； h1为实体标尺在标定点的像素高度， hr0为 虚拟尺刻度指示的实际单位高度， hc为所述实体标尺的实际高度。 6.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 步骤S7中， 所述根据道路线的延伸方向、 以 及积水区域的边界信息， 确定所述积水区域对应的路面区域， 包括： S71、 从所述道路监控图像 中识别出积水区域， 并从所述积水区域中筛选出需要监测 积 水深度的积水监测点； S72、 识别所述积水监测点与灭点之间的连线， 并确定所述连线与积水区域边界相交所 得的相交点； S73、 根据道路线的延伸 方向， 沿着所述相交点， 在所述积水区域的下方作出相应的道 路延伸轨 迹； S74、 将所述道路延伸轨迹上位于所述积水监测点正下方的点作为路面点， 并基于所述 路面点对应涵盖的区域， 确定所述积水区域对应的路面区域。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S8中， 所述根据所述虚拟尺刻度像素 高度， 在积水监测点处构建相应的虚拟标尺， 包括： S81、 获取所属积水监测点的目标虚拟尺刻度像素高度， 并在所述积水监测点与对应的 路面点之间， 建立具 备所述目标虚拟尺刻度像素高度的虚拟标尺； 步骤S8中， 所述根据所述虚拟标尺与道路表面和积水表面的交点之间的高度差， 确定 目标积水深度， 包括： S82、 基于所述积水监测点的纵向像素坐标， 与对应路面点的纵向像素坐标之间的差 值， 得到相应的初始积水深度； S83、 根据所述目标虚拟尺刻度像素高度， 对所述初始积水深度进行实际高度的转换， 得到相应的目标积水深度。 8.一种内涝积水深度计算系统， 其特征在于， 所述系统包括实体标定模块、 标尺定位模 块、 模型创建模块、 虚拟标定模块、 积水区域识别模块、 道路线构造模块、 路面区域识别模 块、 积水深度计算模块， 其中： 所述实体标定模块， 用于预 先在城市特定位置， 沿路标定多个实体标尺； 所述标尺定位模块， 用于获取实体标尺的道路监控图像， 并确定各所述实体标尺在所 述道路监控图像中所处的位置信息； 所述模型创建模块， 用于结合各所述实体标尺的位置信 息， 创建相应的透视投影模型， 构建虚拟标尺； 所述虚拟标定模块， 用于结合所述虚拟标尺， 确定路面中任意一点的虚拟尺刻度像素 高度； 所述积水区域识别模块， 用于应用机器视觉模型， 识别道路监控图像 中的积水区域， 分 割得到积水区域 边界范围；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115497036 A 3