[發明專利]一種隧道內壁拼圖影像的獲取和生成方法及系統

有效

• 申請號: 201910267029.9
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN110111249B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 宋彩虹;張誠
• 申請（專利權）人: 武漢天際航信息科技股份有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍;苗曉靜

本發明實施例提供的一種隧道內壁拼圖影像的獲取和生成方法及系統，根據隧道中心線的曲率將隧道進行分段擬合，并對每個擬合面展開后得到多個投影平面，再將隧道三維模型中的空間三角形和紋理三角形分別投影至對應的投影平面得到多幅糾正子影像，再將多幅糾正子影像拼接得到隧道內壁的整體糾正影像，由于該方法采用了對隧道先分段擬合，再投影，最后拼接的處理過程，可適用于任意截面形狀的隧道，不依賴于外部硬件界設備，故該方法便捷、精度高且適用范圍廣。

技術領域

本發明實施例涉及計算機圖像處理技術領域，更具體地，涉及一種隧道內壁拼圖影像的獲取和生成方法及系統。

背景技術

根據帶紋理的隧道三維模型構建隧道內壁超高分辨率二維全景圖，為隧道的施工管理、日常維護等提供全局的把控，并且可以根據二維全景圖所展示出的情況對隧道內壁進行裂縫檢測、變形分析、超欠挖信息分析等，減少技術人員到實地考察的外業量及重大事故的發生。

目前，常用的獲取隧道二維全景圖的方法主要有三種：第一種是利用隧道掃描儀掃描隧道得到隧道內壁的系列影像，然后完成隧道的二維全景圖的生產。第二種是直接基于拍攝的圖像拼接得到二維全景圖。第三種是參數化隧道三維模型后將模型展開。

第一種方法使用專門的儀器設備，但是這種設備往往價格非常昂貴，只有少數公司可以負擔得起這種設備。如果只是小型隧道或者只是簡單的隧道監測的情況，沒必要使用這么昂貴的設備。并且這種設備的數據采集方式比較單一，不夠靈活，需要沿著特定路線移動，如果處在障礙物比較多、情況很復雜的隧道環境，采集數據會遇到困難，誤差也會累加。不能適用任意形狀截面的隧道，生成的隧道內壁全景圖像會存在很大的畸變。

第二種方法直接基于圖像的算法只能處理小視差的圖像，拍攝的圖像不共心或者拍攝場景不在一個平面都會導致拼接圖像之間拼接縫的出現，隨著圖像數量的增多，必然導致畸變累積，以至于拼接成的隧道全景圖存在很大畸變，并且不具有測量信息。

第三種方法參數化帶有紋理的隧道三維模型沒有顧及隧道的形狀，展開圖存在非常大的畸變，導致展開圖基本喪失了隧道的原有形狀，造成的畸變較之第二種更大，并且只能針對流行模型，對非流行模型并不適用。

綜上所述，亟需提供一種便捷、精度高以及適用范圍廣的隧道內壁糾正影像獲取方法。

發明內容

本發明實施例提供了一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的隧道內壁糾正影像獲取方法及系統。

第一方面本發明實施例提供了一種隧道內壁拼圖影像的獲取和生成方法，包括：

根據帶紋理的隧道三維模型的中心線的曲率和定義域將所述隧道分成多個分段；

根據所述多個分段分別擬合得到多個擬合曲面，并將所述多個擬合曲面，然后分別展開得到多個投影平面；

將所述帶紋理的隧道三維模型投影到所述多個投影平面上，得到對應于所述多個分段的多幅糾正子影像；

將所述多幅糾正子影像依次進行拼接，得到所述隧道內壁的糾正影像。

另一方面本發明實施例提供了一種隧道內壁拼圖影像的獲取和生成系統，包括：

分段模塊，用于根據帶紋理的隧道三維模型的中心線的曲率和定義域將所述隧道分成多個分段；

第一投影模塊，用于根據所述多個分段分別擬合得到多個擬合曲面，并將所述多個擬合曲面，然后分別展開得到多個投影平面；

第二投影模塊，用于將所述帶紋理的隧道三維模型投影到所述多個投影平面上，得到對應于所述多個分段的多幅糾正子影像；

圖像拼接模塊，用于將所述多幅糾正子影像依次進行拼接，得到所述隧道內壁的糾正影像。