一种隧道图形拼接方法技术

本发明专利技术公开了一种隧道图形拼接方法，建立了一个隧道模型，采用隧道扫描系统对隧道模型架进行采集数据，然后通过量测得到隧道模型架图像两两之间的拼接参数以及相机和激光扫描仪之间的距离，接着对实际隧道进行拼接时，根据激光数据和量测的信息计算真实隧道图像的拼接参数，最后进行隧道图像的拼接。本发明专利技术可以获得准确的隧道图像。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道图形拼接方法
本专利技术属于计算机
，涉及一种图形拼接方法，具体涉及一种基于隧道扫描系统相机和激光的隧道图形拼接方法。技术背景扫描系统用于对获得的隧道图像进行拼接，但是隧道图像缺少明显的特征，且具有大量重复的纹理，因此传统的基于特征的方法不能适用于隧道图像的拼接，在拼接时需要利用隧道的几何信息，但是真实隧道的几何信息是较困难进行量测的。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于隧道扫描系统相机和激光的隧道图形拼接方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种隧道图形拼接方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：构建隧道模型；步骤2：采集隧道模型图像、采集每个量测相机的激光数据、采集量测相机和激光扫描仪的坐标数据；步骤3：对隧道模型图像进行分析，得到隧道模型图像之间的拼接参数；步骤4：对每个量测相机的激光数据进行分析，得到每个量测相机拍摄范围内对应的激光点；步骤5：对量测相机和激光扫描仪的坐标数据进行处理，得到量测相机与激光扫描仪投影点之间的距离；步骤6：采集隧道图像；步骤7：拼接隧道图像，获得隧道的完整图像。本专利技术首先建立了一个隧道模型，采用隧道扫描系统对隧道模型架进行采集数据，然后通过量测得到隧道模型架图像两两之间的拼接参数以及相机和激光扫描仪之间的距离，接着在对实际隧道进行拼接时根据激光数据和量测的信息计算真实隧道图像的拼接参数，最后进行隧道图像的拼接。本专利技术可以获得准确的隧道图像。附图说明图1为本专利技术实施例的量测相机与激光扫描仪的空间几何示意图。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请见图1，本专利技术提供的一种隧道图形拼接方法，包括以下步骤：步骤1：构建隧道模型；步骤2：采集隧道模型图像、采集每个量测相机的激光数据、采集量测相机和激光扫描仪的坐标数据；采用隧道扫描系统对隧道模型架拍摄一组图像，保证图像清晰，注意采集时需要将车辆进行位置调整，保证相机恰好可以拍摄到隧道模型架。对每个量测相机进行遮挡，。为了获得每个CCD量测相机拍摄范围内激光点号的范围，需要对每个量测相机和激光同时进行遮挡，记录每个量测相机遮挡情况下的激光数据，包括相机拍摄图像的长和高、焦距、分辨率以及隧道模型物距，数据保存格式为txt。注意，在记录激光数据时，需要在每个文件中记录3次激光数据。最终通过遮挡情况下的激光数据采集会得到16个txt文件。利用全站仪量测各个量测相机的坐标以及激光扫描仪的坐标，同时采用全站仪测量激光扫描仪在量测相机支架平面的投影点与激光扫描仪之间的距离。步骤3：对隧道模型图像进行分析，得到隧道模型图像之间的拼接参数；步骤3.1：对拍摄的若干隧道图像进行空间分辨率统一处理；步骤3.2：依次获得相邻图像两两之间的横向重叠参数和纵向偏移距离参数；对空间分辨率统一后的隧道图像进行相邻的两两之间的同名点的选取，若左图像中一个同名点的坐标为(XL，YL)，右图像中一个同名点的坐标为(XR，YR)，则空间分辨率统一后两图像的拼接参数如下：OverlapX＝(IL.width-(XL-XR))rOverlapY＝(YL-YR)r其中，OverlapX为两图像横向的重叠距离，单位m；IL.width为左图像的像素宽度；OverlapY为两图像的纵向偏移距离，单位m；r为空间分辨率统一时选择的基准图像的空间分辨率。16张图像共有15对横向重叠和纵向偏移。将每个相机的视场角和横向重叠以及纵向偏移参数写入到配置文件中，该文件用于后续的隧道图像拼接算法。步骤4：对每个量测相机的激光数据进行分析，得到每个量测相机拍摄范围内对应的激光点；采用激光分析程序对16个txt格式的激光数据文件进行分析，激光分析程序包括一个激光解析程序和一个激光范围确定程序，激光解析程序用于将16个txt格式的激光数据文件转换为log格式的文件，激光范围确定程序文件用于对16个log格式文件进行激光范围的确定，得到每个量测相机对应的激光范围，各个量测相机对应的激光点号输出为一个txt文件。步骤5：对量测相机和激光扫描仪的坐标数据进行处理，得到量测相机与激光扫描仪投影点之间的距离；步骤6：采集隧道图像；实际的激光点至隧道面的距离并不是物距，物距是相机至隧道面的垂直距离，实际的激光点的数据表示的距离还包括相机至激光扫描仪在相机平面投影点的距离，为了计算物距需要把量测相机至激光扫描仪在相机平面投影点的距离减去，因此需要计算量测相机至激光扫描仪在相机平面投影点的距离，量测相机与激光扫描仪的空间几何示意图如图1所示。激光扫描仪在相机支架平面的投影点为0，设量测相机为A，激光扫描仪为B，为了获得物距SA′，需要采用激光至隧道面的距离BS减去A′B，即减去AO，根据激光数据BS是已知的，因此只要求得AO即可。测量AB与OB，采用勾股定理，可以得出AO。因此采用全站仪后的量测相机A的坐标和激光扫描仪B的坐标，计算出AB的长度，同样采用全站仪或者直尺测量出OB的距离，然后计算出AO的距离。依次计算16个相机对应的AO距离，然后将该数据与隧道图像的高、宽、相机的焦距、隧道模型图像的空间分辨率以及隧道模型图像的物距一同输出到二进制文件cabParm.dat中。步骤7：拼接隧道图像，获得隧道的完整图像。应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本专利技术专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本专利技术的保护范围之内，本专利技术的请求保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道图形拼接方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：构建隧道模型；步骤2：采集隧道模型图像、采集每个量测相机的激光数据、采集量测相机和激光扫描仪的坐标数据；步骤3：对隧道模型图像进行分析，得到隧道模型图像之间的拼接参数；步骤4：对每个量测相机的激光数据进行分析，得到每个量测相机拍摄范围内对应的激光点；步骤5：对量测相机和激光扫描仪的坐标数据进行处理，得到量测相机与激光扫描仪投影点之间的距离；步骤6：采集隧道图像；步骤7：拼接隧道图像，获得隧道的完整图像。

【技术特征摘要】
1.一种隧道图形拼接方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：构建隧道模型；步骤2：采集隧道模型图像、采集每个量测相机的激光数据、采集量测相机和激光扫描仪的坐标数据；步骤3：对隧道模型图像进行分析，得到隧道模型图像之间的拼接参数；步骤4：对每个量测相机的激光数据进行分析，得到每个量测相机拍摄范围内对应的激光点；步骤5：对量测相机和激光扫描仪的坐标数据进行处理，得到量测相机与激光扫描仪投影点之间的距离；步骤6：采集隧道图像；步骤7：拼接隧道图像，获得隧道的完整图像。2.根据权利要求1所述的隧道图形拼接方法，其特征在于：步骤2中，采用隧道扫描系统采集隧道模型图像。3.根据权利要求1所述的隧道图形拼接方法，其特征在于：步骤2中，对每个量测相机和激光同时进行遮挡，记录每个量测相机遮挡情况下的激光数据，包括相机拍摄图像的长和高、焦距、分辨率以及隧道模型物距。4.根据权利要求1所述的隧道图形拼接方法，其特征在于：步骤2中，利用全站仪量测各个量测相机的坐标以及激光扫描仪的坐标，同时采用全站仪测量激光扫描仪在量测相机支架平面的投影点与激光扫描仪之间的距离。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹民，张德津，卢毅，王新林，周瑾，池桂梅，徐泽鹏，
申请(专利权)人：武汉武大卓越科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42