道路标线作为保证车辆安全行驶的重要导向,常通过符号或文字向驾驶员与行人传达准确的交通信息,然而在使用一段时间后会产生破损和老化,对交通安全造成隐患。关于道路标线的养护,主要依靠人工现场目测并手工修补,为了提高养护效率,本文通过设计基于机器视觉的道路标线破损检测与修补系统,并研究视觉系统的实现原理,提出在划线车底部安装摄像头采集图像数据的方法,从而形成整个系统的总体方案,主要包括:视频图像采集与图像预处理、道路标线图像破损检测、破损修补。首先,通过对OV7725相机模块、SDRAM存储模块和VGA显示模块进行设计,结合Modelsim软件实现仿真验证,并利用MATLAB软件对相机进行标定以获得相机的关键参数。其次,对图像预处理方法展开研究,将道路标线图像转化为灰度图像,用直方图均衡化的方法使图像中的道路区域与标线区域有明显区分,增强图像对比度。进而通过仿真实验对三种滤波算法对比分析,以中值滤波算法为首选进行降噪处理,得到更接近于真实环境的图像,并对相关算法的硬件实现过程进行介绍。接着,采用OTSU算法实现图像分割,将预处理后的道路标线图像转化为二值图像,利用图像形态学知识,去除二值图像的细小缺陷,并对两种相关算法的FPGA实现方法进行介绍。以最大外接矩形为原始标线区域,依据破损像素与完好标线区域像素的个数比计算破损率,据此将破损划分为不同的处理状态。为了验证整个算法的可靠性,设计了MATLAB GUI界面,经不同路段多幅图像反复验证,实验结果与实际相符。最后,考虑到细小破损的修补无实际意义,设计了剔除准则以剔除细小破损。为实现不规则破损的修补,建立双向可控的修补装置模型,以PWM控制方法灵活控制出料装置开口大小,并对修补的实现过程进行了详细阐述。通过实物调试,设计满足要求。最后搭建视觉平台系统进行测试,实验结果表明:该系统能够检测出道路标线的破损并实时修补,破损率和道路标线图像处理结果与MATLAB仿真结果相同,且本系统当速度在0.5m/s时修补效果最好。