[發(fā)明專利]一種基于預(yù)設(shè)區(qū)域的隧道圖像采集裝置及拼接方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010319613.7
• 申請(qǐng)日: 2020-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN111524070A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪俊;郜金艷;李大偉;張沅;魏明強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T3/40
• 分類號(hào): G06T3/40;G06T7/33
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 劉林峰

1.一種基于預(yù)設(shè)區(qū)域的隧道圖像采集裝置及拼接方法，其特征在于：包括光源組、相機(jī)組、顯示屏、控制PC、電池組、支撐裝置和行走裝置，所述支撐裝置垂直固定在行走裝置的上表面，所述電池組固定在行走裝置的上表面，所述電池組設(shè)于所述支撐裝置的底端部位，所述光源組、相機(jī)組、顯示屏和控制PC均固定在支撐裝置上，所述控制PC設(shè)于電池組的上方，所述顯示屏設(shè)于控制PC的上方，所述光源組和相機(jī)組均設(shè)于支撐裝置的頂端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于預(yù)設(shè)區(qū)域的隧道圖像采集裝置及拼接方法，其特征在于：所述支撐裝置下部為固定桿，上部為活動(dòng)桿，所述活動(dòng)桿套接于固定桿內(nèi)部，且可上下伸縮和折疊，所述顯示屏、控制PC和電池組均固定在固定桿上，所述光源組和相機(jī)組固定在活動(dòng)桿的頂端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于預(yù)設(shè)區(qū)域的隧道圖像采集裝置及拼接方法，其特征在于：所述光源組的光源數(shù)量和相機(jī)組的相機(jī)數(shù)量相同，所述相機(jī)組設(shè)于活動(dòng)桿頂端，所述光源組設(shè)于相機(jī)組上方，且與相機(jī)組一一對(duì)應(yīng)設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于預(yù)設(shè)區(qū)域的隧道圖像采集裝置及拼接方法，其特征在于：所述支撐裝置和行走裝置都和控制PC連接，支撐裝置通過控制PC來調(diào)節(jié)相機(jī)組和光源組的位置和高度，行走裝置通過控制PC調(diào)節(jié)采集裝置的行進(jìn)速度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于預(yù)設(shè)區(qū)域的隧道圖像采集裝置及拼接方法，其特征在于：所述光源組為高亮條形光源，所述相機(jī)組采用高分辨率工業(yè)線陣相機(jī)，可獲得高清圖像數(shù)據(jù)；所述控制PC根據(jù)所述光源數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)所述光源組的強(qiáng)度和曝光時(shí)間。

6.一種基于預(yù)設(shè)區(qū)域的隧道圖像拼接方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

S1.獲取的隧道結(jié)構(gòu)表面圖像：根據(jù)隧道圖像采集裝置采集基于預(yù)設(shè)區(qū)域的隧道表面的圖像數(shù)據(jù)；

S2.對(duì)獲取圖像進(jìn)行預(yù)處理操作；

S3.預(yù)設(shè)區(qū)域圖像特征點(diǎn)提取與匹配；

S4.基于預(yù)設(shè)區(qū)域圖像拼接與融合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于預(yù)設(shè)區(qū)域的隧道圖像拼接方法，其特征在于：所述步驟S1中的預(yù)設(shè)區(qū)域是指由固定相機(jī)組中兩相鄰相機(jī)拍攝的隧道圖像的固定重疊區(qū)域，將所述相機(jī)組拍攝范圍反算至所述隧道結(jié)構(gòu)表面圖像，從所述隧道結(jié)構(gòu)表面圖像裁切重疊區(qū)隧道圖像塊，形成待匹配的預(yù)設(shè)區(qū)域圖像。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于預(yù)設(shè)區(qū)域的隧道圖像拼接方法，其特征在于：所述步驟S2中的圖像預(yù)處理的具體步驟包括：

(1)對(duì)所述隧道結(jié)構(gòu)表面圖像進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作來增強(qiáng)圖像對(duì)比度，具體方法為：利用灰度線性變換函數(shù)對(duì)圖像中的所有點(diǎn)的灰度進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以此來增強(qiáng)圖像的對(duì)比度，像素點(diǎn)x處灰度線性變換之后的像素值g(x)＝255-f(x)，f(x)是像素點(diǎn)x的原始像素值；

(2)使用自適應(yīng)中值濾波算法去除所述預(yù)設(shè)區(qū)域圖像噪聲，同時(shí)保留所述預(yù)設(shè)區(qū)域圖像細(xì)節(jié)特征，其中，所述自適應(yīng)中值濾波算法包括以下步驟：對(duì)于預(yù)設(shè)區(qū)域圖像中每個(gè)像素點(diǎn)x，記錄以x為中心的濾波窗口內(nèi)像素灰度最大值I_max、中值I_med和最小值I_min，如果x處的像素值f(x)小于I_max且大于I_min，則保持像素點(diǎn)x處的像素值f(x)不變；否則，令像素點(diǎn)x處的像素值f(x)＝I_med。