[發(fā)明專利]圓柱體、曲面物體表面痕跡展平照相提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210296332.X
• 申請(qǐng)日: 2012-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN102853764A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張慶勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)博興亞達(dá)科技有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G01B11/30;G01C11/02;G02B21/36;H04N5/232;H04N7/015
• 代理公司: 沈陽(yáng)維特專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 21229
• 代理人: 甄玉荃

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在保證圓柱體表面、曲面物體表面及中空物體內(nèi)壁不變形情況下所進(jìn)行的展平照相提取方法。該方法主要用于刑事技術(shù)照相領(lǐng)域中的圓柱面物體和曲面物體的表面痕跡照相提取、工業(yè)領(lǐng)域中的圓柱面物體的表面光潔度、裂痕檢驗(yàn)等的觀察照相。屬于刑事照相技術(shù)與工業(yè)柱面零件檢測(cè)照相系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前現(xiàn)有照相技術(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圓柱體表面展平照相分辨率低，只能對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圓柱物體表面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)照相，而且變形系數(shù)很大，及易丟失數(shù)據(jù)。對(duì)不是標(biāo)準(zhǔn)的圓柱面，曲面等表面痕跡更無(wú)法完成不變形狀態(tài)的數(shù)碼展平照相。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明以解決上述問題為目的，采用高清高速攝像技術(shù)解決了現(xiàn)有照相技術(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圓柱體表面展平照相分辨率低，數(shù)碼照相幀率低及曲面物體表面痕跡無(wú)法進(jìn)行展平照相提取的問題。本發(fā)明提供一套通過實(shí)現(xiàn)圓柱體與鏡頭的相對(duì)觀察角度、曲面物體與鏡頭的相對(duì)觀察角度變化，實(shí)現(xiàn)在不變形狀態(tài)下對(duì)多種標(biāo)準(zhǔn)柱面、曲面表面展平照相的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：該方法中涉及的設(shè)備是由1080P高清攝像照相系統(tǒng)、精準(zhǔn)角度數(shù)字控制系統(tǒng)、可垂直升降同時(shí)豎直方向360度自由旋轉(zhuǎn)照相顯微鏡、X?Y方向水平移動(dòng)同時(shí)Z軸水平方向360度旋轉(zhuǎn)的工作平臺(tái)、自動(dòng)同軸鎖緊平臺(tái)、雙路光源照明系統(tǒng)、高清圖像顯示/自動(dòng)拼接軟件系統(tǒng)及內(nèi)窺鏡組成。

本發(fā)明是通過下述步驟實(shí)現(xiàn)的：

首先，將圓柱面、曲面物體放于在載物臺(tái)上，光照均勻，通過高清圖像接收裝置接收高清圖像信號(hào)。

---1080P高清數(shù)碼攝像照相系統(tǒng)與可垂直升降同時(shí)豎直方向電動(dòng)360度自由旋轉(zhuǎn)照相顯微鏡通過高清攝像系統(tǒng)提供的C型接口連接

---高清攝像系統(tǒng)通過HDMI（高清晰度多媒體接口,英文：HighDefinition?Multimedia?Interface，HDMI）高清線纜與計(jì)算機(jī)內(nèi)部的高清視頻解碼器連接，使計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)能夠顯示高清視頻圖像

然后通過高清圖像接收器觀察，并配合精準(zhǔn)角度數(shù)字控制系統(tǒng)(由步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)實(shí)現(xiàn))，高清圖像顯示/自動(dòng)拼接軟件系統(tǒng)，發(fā)出命令信號(hào)給部件電機(jī)控制系統(tǒng)，顯微鏡升降系統(tǒng)啟動(dòng)，完成顯微鏡的調(diào)焦；顯微鏡豎直方向角度調(diào)整，將鏡頭與要拍照的物體形成垂直及多角度觀察關(guān)系。

---高清圖像顯示/自動(dòng)拼接軟件系統(tǒng)，顯示出視頻圖像，在軟件內(nèi)部視頻圖像中標(biāo)定無(wú)變形部分的圖像位置，以選定的圓柱面物體和曲面物體的表面痕跡、工業(yè)領(lǐng)域中的圓柱面物體的表面光潔度、裂痕等圖像中無(wú)變形部分，作為標(biāo)定的起始位置，進(jìn)行照相。

---顯微鏡旋轉(zhuǎn)后，視頻顯示圖像的圖像內(nèi)容發(fā)生了變化，照相前顯示的圖像最前端的一部曲面物體的圖像不見了，替代的是延后一定寬度圖像，顯示的圖像整體寬度沒有變化。

---將物體第一次照相的尾部位置調(diào)整到標(biāo)定照相位置的前端與第一次照相取得的照片的尾部完全形同的位置，設(shè)定移動(dòng)的范圍寬度應(yīng)小于照相寬度，一般是照相寬度的三分之二

---對(duì)桶裝物體的內(nèi)壁，鏡頭前端加裝內(nèi)窺鏡，然后通過高清圖像顯示/自動(dòng)拼接軟件系統(tǒng)拼接校正，垂直升降同時(shí)豎直方向360度自由旋轉(zhuǎn)照相顯微鏡、XY方向水平移動(dòng)同時(shí)Z軸水平方向360度旋轉(zhuǎn)的工作平臺(tái)、自動(dòng)同軸鎖緊平臺(tái)等裝置智能化配合，使被觀察部分從起始點(diǎn)實(shí)時(shí)觀查并展開至終點(diǎn)。最終實(shí)現(xiàn)在不變形狀態(tài)下對(duì)多種規(guī)格柱面、曲面表面展平照相。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

---本發(fā)明對(duì)柱體表面、曲面表面圖像采集系統(tǒng)采用了高清攝像系統(tǒng)，分辨率為1080P（1920*1080,60幀/秒），HDMI接口傳輸圖像信號(hào)到計(jì)算機(jī)，保證了圖像的清晰程度。

---本發(fā)明的顯微鏡作為高清攝像系統(tǒng)的光學(xué)鏡頭，計(jì)算機(jī)內(nèi)部加入高清解碼器，高清圖像顯示/自動(dòng)拼接軟件系統(tǒng)內(nèi)部顯示的圖像是由顯微鏡取得的細(xì)節(jié)完整體現(xiàn)的柱體表面、曲面痕跡的圖像，并通過HDMI輸入的。

---本發(fā)明通過改變高清攝像系統(tǒng)鏡頭與圓柱體、曲面物體的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的位置關(guān)系變化，完成圓柱體、曲面物體的展平照相。

---本發(fā)明即可在實(shí)驗(yàn)室完成圓柱體、曲面物體的展平照相，也可以在案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)門把手、欄桿表面、防盜網(wǎng)表面等圓柱體、曲面物體的展平照相，同時(shí)還可以完成對(duì)中空的物體內(nèi)壁痕跡進(jìn)行展平照相。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)示意圖

實(shí)施方式

實(shí)施例

本發(fā)明整體實(shí)現(xiàn)過程是這樣的：如圖1所示，首先1080P高清數(shù)碼攝像照相系統(tǒng)，與可垂直升降同時(shí)豎直方向電動(dòng)360度自由旋轉(zhuǎn)的照相顯微鏡，通過1080P高清數(shù)碼攝像照相系統(tǒng)提供的C型接口連接（如果是觀察筒狀物體的內(nèi)壁，可以在可垂直升降同時(shí)豎直方向電動(dòng)360度自由旋轉(zhuǎn)照相顯微鏡上連接內(nèi)窺鏡）；柱面或不規(guī)則曲面物體通過自動(dòng)同軸鎖緊平臺(tái)或XY方向水平移動(dòng)，Z軸水平方向360度旋轉(zhuǎn)的工作平臺(tái)固定后，保證雙路光源照明系統(tǒng)的光源照射在柱面或不規(guī)則曲面物體上，然后由高清圖像顯示/自動(dòng)拼接軟件系統(tǒng)，同步發(fā)出命令信號(hào)給步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)和1080P高清數(shù)碼攝像照相系統(tǒng)，由步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)來帶動(dòng)可垂直升降同時(shí)豎直方向電動(dòng)360度自由旋轉(zhuǎn)照相顯微鏡的升降或角度調(diào)整，此時(shí)在可垂直升降同時(shí)豎直方向電動(dòng)360度自由旋轉(zhuǎn)照相顯微鏡運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，1080P高清數(shù)碼攝像照相系統(tǒng)，通過HDMI高清線纜將獲得的圖像傳送給高清圖像顯示/自動(dòng)拼接軟件系統(tǒng)，再經(jīng)過高清圖像顯示/自動(dòng)拼接軟件系統(tǒng)處理后圖像進(jìn)行自動(dòng)保存，高清圖像顯示/自動(dòng)拼接軟件系統(tǒng)每發(fā)出一次命令信號(hào)，上述步驟就重復(fù)一次，直至完成預(yù)先設(shè)置的旋轉(zhuǎn)照相角度，最后通過高清圖像顯示/自動(dòng)拼接軟件系統(tǒng)自動(dòng)完成每一次照片的尾部與相鄰下一張照片前端的相同數(shù)據(jù)部分照片的拼接，形成一張完整的曲面展平后的平面圖像，并且存儲(chǔ)、打印。因其物體的表面是曲面或不規(guī)則的，所以會(huì)出現(xiàn)以下現(xiàn)象：(a)可垂直升降同時(shí)豎直方向電動(dòng)360度自由旋轉(zhuǎn)照相顯微鏡旋轉(zhuǎn)后可能會(huì)出現(xiàn)焦距不清，此時(shí)可以手動(dòng)調(diào)節(jié)，可垂直升降同時(shí)豎直方向電動(dòng)360度自由旋轉(zhuǎn)照相顯微鏡的放大倍數(shù)，進(jìn)行二次調(diào)焦，以獲得高分辨率的清晰圖像;(b)通過移動(dòng)XY方向水平移動(dòng)Z軸水平方向360度旋轉(zhuǎn)的工作平臺(tái)的XY軸，使當(dāng)前視頻顯示圖像與上一次照相取得的照片進(jìn)行比較，以獲得完整的展開圖像。