[發(fā)明專利]一種基于紅外熱成像的船體熱模型建立方法、裝置及設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211679954.0
• 申請日: 2022-12-27
• 公開（公告）號: CN116090094A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳威;劉俊豪;李曉彬;李俊;樂京霞;李然;李應(yīng)剛;王爾卓;紀垚;郭佳凱
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/27;G06V20/17;G06V10/75;G06V10/82;G06N3/08
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 張璐

本發(fā)明涉及一種基于紅外熱成像的船體熱模型建立方法、裝置及設(shè)備，其通過無人機群獲取原始數(shù)據(jù)集，在通過原始數(shù)據(jù)集建立多個模型點，并利用無人機位置坐標及拍攝方向，匹配所述模型點和所述紅外圖像中的紅外像素點，得到模型點溫度數(shù)據(jù)集，最后根據(jù)模型點和所述模型點溫度數(shù)據(jù)集，得到船體熱模型。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明除了利用實際圖像建立模型外，還利用紅外圖像，結(jié)合其拍攝時的位置，為模型中的每個模型點匹配紅外像素點，得到模型點溫度數(shù)據(jù)集，這樣結(jié)合模型點提供的位置信息，以及模型點溫度數(shù)據(jù)集提供的溫度信息，就可以建立船體熱模型，使得人們能夠在一定程度上識別除船體內(nèi)部的熱分布情況，從而更加精確地識別并排除隱患。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紅外勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于紅外熱成像的船體熱模型建立方法。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，無人機已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個方面，無人機為人們提供了一種極其方便地獲取數(shù)據(jù)的手段，能夠極大地提高數(shù)據(jù)收集的效率。例如，當(dāng)船舶在海洋上失事后，其仍會在海洋上漂浮一段時間。岸基控制站在得知船舶失事后，一般會先出動無人機對現(xiàn)場進行勘探，以及時得到失事現(xiàn)場的初步情況。

通過無人機拍攝的圖像對事故場景進行三維建模，便是上述無人機勘探過程中的一個重要環(huán)節(jié)。目前，對于如何基于圖像進行三維建模，已有較多的研究，例如：中國發(fā)明專利CN108665530B便公開了一種基于單張圖片的三維建模實現(xiàn)方法，其對用戶輸入單張圖片通過圖像分割獲得前景和背景，并進行識別和檢測前景中的基、層、帽、邊四個結(jié)構(gòu)元素，利用層式建模和曲線Morphing的建模方法進行三維重建達到平滑、過渡和不規(guī)則曲面建模的效果，最后網(wǎng)格化、映射紋理和三維模型格式輸出，最終實現(xiàn)三維建模。

然而，現(xiàn)有的無人機拍攝的圖像僅能夠反映出船體外表的信息，導(dǎo)致基于這些圖像所建立的三維模型也僅能夠表現(xiàn)出船體外在的特征，而對于船體內(nèi)的一些潛在的隱患，如船內(nèi)潛在的熱源，輻射條件等，則無法有效地識別出來，未排除這些隱患就對失事船舶展開行動，極有可能造成二次事故。因此，人們亟需一種能夠建立船體熱模型的方法，用于觀察出船體內(nèi)的熱分布信息。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種基于紅外熱成像的船體熱模型建立方法，用以解決如何建立船體熱模型，以用于觀察出船體內(nèi)的熱分布信息的問題。

為達到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種基于紅外熱成像的船體熱模型建立方法，包括：

基于無人機群獲取原始數(shù)據(jù)集，所述原始數(shù)據(jù)集包括和每個所述無人機對應(yīng)的原始數(shù)據(jù)，所述原始數(shù)據(jù)包括實際圖像、紅外圖像、無人機位置坐標和拍攝方向向量；

根據(jù)所述實際圖像、所述無人機位置坐標及所述拍攝方向向量，建立多個模型點；

根據(jù)所述紅外圖像、所述無人機位置坐標和所述拍攝方向向量，匹配所述模型點和所述紅外圖像中的紅外像素點，得到模型點溫度數(shù)據(jù)集；

根據(jù)模型點和所述模型點溫度數(shù)據(jù)集，得到船體熱模型。

進一步的，所述模型點的坐標和所述無人機位置坐標所在的坐標系相同；所述根據(jù)所述紅外圖像、所述無人機位置坐標和所述拍攝方向向量，匹配所述模型點和所述紅外圖像中的紅外像素點，得到模型點溫度數(shù)據(jù)集，包括：

根據(jù)所述紅外圖像、所述無人機位置坐標和所述拍攝方向向量，建立多個匹配路徑，每個所述匹配路徑對應(yīng)所述紅外圖像中的一個紅外像素點，所述匹配路徑和所述模型點所在的坐標系相同；

將位于所述匹配路徑上的所述模型點，和所述匹配路徑對應(yīng)的紅外像素點相匹配；

獲取所述紅外像素點的溫度信息，并根據(jù)所述模型點、所述模型點匹配的所述紅外像素點的所述溫度信息、以及所述拍攝方向向量，建立模型點溫度數(shù)據(jù)并得到所述模型點溫度數(shù)據(jù)集。