[發明專利]基于圖像感知的設備氣密性檢測相機自標定方法

在審

• 申請號: 202011095563.5
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112233186A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 徐雙雙;劉燦燦
• 申請（專利權）人: 徐雙雙
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/60;G06K9/32;G06K9/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于圖像感知的設備氣密性檢測相機自標定方法，該方法包括：通過相機采集檢測池圖像，對檢測池圖像進行邊緣檢測，獲取直線信息和氣泡曲線信息，根據直線信息得到滅點，根據滅點中的兩個特定滅點得到滅線，根據滅線和氣泡曲線信息得到多組估計滅點對；根據實際情況在得到的滅點中、多組估計滅點對中選擇三個滅點，三個滅點對應的平行線組互相垂直，根據三個滅點計算相機內參矩陣；在檢測池側邊上選擇共線的多個標記點，根據標記點的標準圖像坐標和實際圖像坐標計算相機的畸變參數。本發明基于單幀圖像，且無需外物輔助標定，可實現快速高效的相機自標定。

技術領域

本發明屬于計算機視覺、設備氣密性檢測領域，具體為一種基于圖像感知的設備氣密性檢測相機自標定方法。

背景技術

在設備氣密性檢測過程中，進行圖像信息采集的相機的標定十分重要，若相機鏡組出現晃動等情況，再通過常規標定方法會影響檢測進度，但如果不進行標定，可能導致所采集的信息出現誤差。

目前氣密性檢測領域尚未提出相機自標定的方法，通常按出廠標定的結果直接使用；其原因在于，目前較為準確的自標定方法通常需要多幀運動圖像進行標定，而氣密性檢測時難以獲得該類圖像集合；而單幀圖像自標定的方法誤差較大，難以進行精確的標定。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明提出一種基于圖像感知的設備氣密性檢測相機自標定方法，該方法包括：

步驟一，通過相機對檢測池進行圖像采集，所述檢測池中包括進行氣密性檢測的設備及水體；采集到的檢測池圖像經過邊緣檢測、霍夫變換后進行直線擬合；

步驟二，根據擬合直線的斜率，將擬合直線歸于不同的直線集合中，具體地，第一直線集合中包括檢測池高邊所在直線；第二直線集合中包括檢測池長邊所在直線、進行氣密性檢測的設備的邊緣線、水面直線；第三直線集合中包括檢測池寬邊所在直線；根據不同直線集合中的平行線組進行滅點的估計，對應三個直線集合得到第一滅點、第二滅點、第三滅點；

步驟三，對檢測池圖像中的ROI區域進行氣泡的感知，得到氣泡的邊緣信息，對得到的邊緣信息進行處理得到氣泡的曲線信息，其中，曲線包括橢圓曲線和圓的曲線；

步驟四，根據氣泡的曲線信息與第一滅點、第三滅點進行相關性分析，對氣泡曲線信息進行篩選，根據滅線和保留下來的氣泡曲線信息進行計算，得到多組估計滅點對，多組估計滅點對歸于第四滅點集合；其中，滅線為第一滅點與第三滅點連接得到；

步驟五，從第一滅點、第三滅點中任選一個滅點，從第四滅點集合中任選一組估計滅點對進行相機內參矩陣的計算，或根據第一滅點、第二滅點、第三滅點進行相機內參矩陣的計算；其中，所選擇的進行相機內參矩陣計算的三個滅點分別位于三個互相垂直的方向上；

步驟六，在檢測池側邊上選擇共線的多個標記點，根據多個標記點的標準圖像坐標以及實際圖像坐標計算相機的畸變參數。

進行邊緣檢測之前還需要對檢測池圖像進行灰度化處理，并且采用Sobel算子進行邊緣檢測。

第一直線集合中包括兩條直線，第三直線集合中包括四條直線。

若所述第二集合中的直線條數大于等于2條，所述ROI區域為根據第二直線集合中的直線劃分得到，否則，所述ROI區域為初始ROI區域，初始ROI區域內包括水體、檢測池以及進行氣密性檢測的設備。

氣泡的曲線信息的獲取方法為：對ROI區域進行灰度化處理后基于Laplacian算子進行邊緣檢測獲取氣泡的邊緣信息，得到二值圖像，利用聚類算法對二值圖像進行處理得到多個點的集合，利用擬合算法對點的集合進行擬合得到氣泡的曲線信息。

所述聚類算法為均值漂移聚類算法，所述擬合算法為最小二乘法。