[發明專利]一種輔助相機識別結構病害裝置及水下尺寸修正方法

在審

• 申請號: 202210827682.8
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115420740A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 饒瑞;吳源;蘇梓僖;黃永輝;劉愛榮;陳炳聰;萬思衡
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/01;G06K9/00
• 代理公司: 廣州高炬知識產權代理有限公司 44376
• 代理人: 劉志敏

本發明公開了一種輔助相機識別結構病害的裝置，其第一激光測距系統設在與攝像頭同一截面的上方；第二激光測距系統設在與攝像頭同一截面的下方；攝像頭安裝在度量鏡后方；度量鏡設在攝像頭前方，位于所述裝置的最前方；LED照明燈安裝在第一激光測距系統上方。本發明還公開了一種基于輔助相機識別結構病害的裝置的修正尺寸的方法。本發明通過在水下機器人攝像頭前面添加一個“度量鏡”，以便判斷獲取的照片的真實大小。通過在攝像頭前安裝“度量鏡”來度量所獲取的水下檢測圖像的真實大小，推導出修正系數μ，從而計算出結果真實病害的尺寸。

技術領域

本發明涉及水下結構檢測技術領域，特別涉及一種輔助相機識別結構病害裝置及水下尺寸修正方法。

背景技術

目前人工檢測是橋梁水下結構病害檢測的主要方式,但人工檢測危險性比較高、檢測效率低。目前，我國水下機器人已經在各種水下工作中廣泛應用，但對于依靠水下機器人拍照圖像識別結構病害，由于水下環境復雜，加上部分水下結構病害尺寸過小導致識別效果不佳甚至無法識別。特別是由于拍照距離以及相機成像原理，導致圖像識別出病害的尺寸并非真實尺寸，以及由于水流與水下機器人不穩定照成攝像頭存在一定的傾斜，也會對結果產生較大的誤差。

發明內容

本發明的目的是提供一種輔助相機識別結構病害裝置及水下尺寸修正方法，所要解決的問題是由于拍照距離問題以及相機成像原理問題，導致圖像識別出病害的尺寸并非真實尺寸，以及由于水流與水下機器人不穩定照成攝像頭存在一定的傾斜，有較大的誤差。

為了解決上述的問題，本發明提供如下的技術方案：

本發明的第一方面的目的在于提供一種輔助相機識別結構病害的裝置，包括：

第一激光測距系統設在與攝像頭同一截面的上方；

第二激光測距系統設在與攝像頭同一截面的下方

攝像頭安裝在度量鏡后方；

度量鏡設在攝像頭前方，位于所述裝置的最前方；

LED照明燈安裝在第一激光測距系統上方。

進一步地，所述度量鏡在使用時會出現四個十字絲，十字絲用于判斷采集圖像范圍的真實尺寸。

進一步地，根據所述采集圖像范圍的真實尺寸計算出結構病害的真實尺寸。

進一步地，通過改變所述度量鏡到所述攝像頭的距離以及所述攝像頭到被檢測位置的距離來控制收集圖片的尺寸大小。

進一步地，所述第一激光測距系統和所述第二激光測距系統用于通過小波變換將測距系統收集的信號進行處理，修正所述第一激光測距系統和所述第二激光測距系統的誤差；計算修正后所述第一激光測距系統和所述第二激光測距系統測量出的距離差推導出攝像頭的傾斜角度，修正攝像頭傾斜造成的誤差。

進一步地，所述LED照明燈用于提高采集圖像的清晰度。

在本發明的第二個方面，提供了一種水下病害尺寸的修正方法，其包括如下步驟：

S1、根據對信號小波處理后的時頻域幅值的信息，得到第一激光測距系統和第二激光測距系統在激光傳播時間內收集的信號，建立高度近似的小波基函數,進行對時域信號的近似提取；根據時域信號的周期/帶寬特性確定分解的層數,并重構對有效時域信號的提取；

S2、根據信號時頻空間的能量一致性,運用二元樣條插值的數學方法建立以能量-時間-頻率對應關系的m×n階矩陣；

S3、經過基于對小波變換的時域與頻域雙重分解后,得到完整的頻域信號；

S4、通過對信號小波處理后的時頻域幅值信息，得到第一激光測距系統和第二激光測距系統2激光傳播時間；

S5、計算攝像頭水平夾角；