[發(fā)明專利]三維表面測(cè)量的裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380065581.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN105190234B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿諾德·杜蒙;弗雷德·雅隆;帕特里克·雷蒙德;杰森·克斯特納;馬達(dá)夫·帕里米
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: BP北美公司
• 主分類號(hào): G01C11/06
• 分類號(hào): G01C11/06;G01C11/30;G01B11/25;G06T7/00
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 陳依虹;周亞榮

1.一種用于海底結(jié)構(gòu)的三維測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)，包括：

封裝用于海底操作的激光投影儀和第一攝像機(jī)；

其中，所述激光投影儀被配置成將激光投影發(fā)射到所述海底結(jié)構(gòu)的表面上以用于激光三角測(cè)量；

其中，所述第一攝像機(jī)被配置成提供所述表面的圖像，并且以相對(duì)于所述激光投影儀的斜角設(shè)置；以及

處理器，所述處理器被配置成：

將攝影測(cè)量處理應(yīng)用于拍攝海底的圖像；

基于所述拍攝海底的圖像的所述攝影測(cè)量處理的結(jié)果，計(jì)算用于激光三角測(cè)量的校準(zhǔn)，其中，所述校準(zhǔn)包括對(duì)下述的確定：

由所述激光投影儀相對(duì)于所述第一攝像機(jī)投影的激光平面的方位；以及

所述第一攝像機(jī)的光學(xué)-機(jī)械參數(shù)，所述參數(shù)包括主距、基準(zhǔn)中心、徑向畸變、偏心畸變和像素的正交性；以及

經(jīng)激光三角測(cè)量，基于所述校準(zhǔn)，計(jì)算由所述激光投影照射的所述表面的點(diǎn)的坐標(biāo)。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，相對(duì)于所述激光投影儀，安裝所述第一攝像機(jī)，使得所述第一攝像機(jī)的光軸以約30度角與所述激光投影相交。

3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一攝像機(jī)被配置成拍攝視頻，并且所述處理器被配置成從所述視頻提取畫面作為所述圖像。

4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置成，作為攝影測(cè)量處理的一部分：

識(shí)別所述圖像上的所述表面的點(diǎn)；

在三維中計(jì)算所述點(diǎn)的坐標(biāo)；以及

確定所述第一攝像機(jī)相對(duì)于所述坐標(biāo)的位置和方位。

5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第二攝像機(jī)，所述第二攝像機(jī)被配置成拍攝所述表面的圖像，并且設(shè)置成使得所述第二攝像機(jī)的光軸近似平行于所述激光投影儀的發(fā)射。

6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置成作為攝影測(cè)量處理的一部分，確定所述第一攝像機(jī)相對(duì)于所述第二攝像機(jī)的位置的位置。

7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述激光投影在所述表面上形成線。

8.一種用于海底結(jié)構(gòu)的三維測(cè)量的方法，包括：

對(duì)海底設(shè)置包括第一攝像機(jī)和激光源的裝置；

當(dāng)?shù)谝粩z像機(jī)沿表面移動(dòng)時(shí)，經(jīng)所述第一攝像機(jī)，拍攝所述海底結(jié)構(gòu)的表面的圖像；

用所述激光源產(chǎn)生的激光投影，照射所述表面，其中，所述激光源與所述第一攝像機(jī)一起沿所述表面移動(dòng)；

將攝影測(cè)量處理應(yīng)用于拍攝海底的圖像；

基于所述拍攝海底的圖像的所述攝影測(cè)量處理的結(jié)果，計(jì)算激光三角測(cè)量的校準(zhǔn)，其中，所述校準(zhǔn)包括對(duì)下述的確定：

由所述激光投影儀相對(duì)于所述第一攝像機(jī)投影的激光平面的方位；以及

所述第一攝像機(jī)的光學(xué)-機(jī)械參數(shù)，所述參數(shù)包括主距、基準(zhǔn)中心、徑向畸變、偏心畸變和像素的正交性；以及

經(jīng)所述激光三角測(cè)量，基于所述校準(zhǔn)，計(jì)算由所述激光投影照射的所述表面的點(diǎn)的坐標(biāo)。

9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，相對(duì)于所述激光源安裝所述第一攝像機(jī)，使得所述第一攝像機(jī)的光軸以約30度角與所述激光投影相交。

10.如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括由所述第一攝像機(jī)拍攝視頻并且從所述視頻提取圖像。

11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述應(yīng)用攝影測(cè)量處理包括：

識(shí)別所述圖像上的所述表面的點(diǎn)；

在三維中計(jì)算所述點(diǎn)的坐標(biāo)；以及

確定所述第一攝像機(jī)相對(duì)于所述坐標(biāo)的位置和方位。

12.如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括：

當(dāng)所述第一攝像機(jī)沿所述表面移動(dòng)時(shí)，經(jīng)第二攝像機(jī)，拍攝所述表面的圖像；

其中，所述第二攝像機(jī)被設(shè)置成使所述第二攝像機(jī)的光軸近似平行于所述激光投影儀的發(fā)射。