用于棚内煤堆建模的图像格式转换系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于棚内煤堆建模的图像格式转换系统，包括：处理单元和摄像机，所述摄像机通过云台设置在斗轮机机臂末端上；其中，所述摄像机与所述处理单元进行交互连接。还提供一种用于棚内煤堆建模的图像格式转换方法。根据本发明专利技术的实施方式，解决了对棚内煤堆三维重建之前无法获取带三维坐标信息的图像问题，有利于棚内煤堆三维重建工作。

【技术实现步骤摘要】
用于棚内煤堆建模的图像格式转换系统及方法
本专利技术涉及图像采集
，尤其涉及一种用于棚内煤堆建模的图像格式转换系统及采用该系统的方法。
技术介绍
煤炭作为我国的主要能源，其相关产业推动着的国家经济发展。随着采煤技术逐渐成熟，煤炭产量也随之有了很大的提升，出现了一批千万吨级的特大型煤矿。这些高产量的煤矿都需要利用大型储煤场来存储煤炭。随着我国煤炭产量过剩，国家转变能源战略，煤矿企业的重点工作也扩展为制定合理的煤炭生产计划，根据需求合理地控制煤炭产量及存储量，增加企业利润，减少企业损失。除了煤矿企业，在火力发电厂等需要存储煤炭的企业生产经营活动中，按时盘点储煤场的储煤量是这些企业生产经营活动中的重要环节。一般这些企业都设立有专门负责盘点储煤量的部门和人员，以及时获得储煤场中的储煤量，核算经济效益。如何快速高效地盘点储煤量，实现储煤场储煤量的精确测量一直以来都是煤炭产业的难点问题。目前广泛使用的盘煤方法主要有人工皮尺测量法和激光测量法。近些年，随着无人机技术与三维重建技术的发展，通过无人机采集露天储煤场的图像序列,进而采用基于图像序列的三维重建算法，生成露天储煤场中煤堆的三维实景模型，能够较好地解决人工测量法和激光测量法盘煤所存在的困难。而且无人机具有体积小、价格低以及操作方便等优点，在三维建模方面有着广阔的发展前景，操作人员可以自主规划飞行以应对不同环境，极大满足了不同领域的作业需求。作为近几年的研究热点，无人机技术结合计算机视觉技术在数据采集、图像处理方面快速发展，取得了较大进步，扩展了计算机视觉的应用领域。但是目前针对火电厂煤场的煤堆的建模算法，都是对露天煤堆进行三维重建，而商业三维重建软件需要的是带GPS信息的图像数据，如果煤堆被火电厂的煤棚等建筑物从上方遮挡，无人机只能采集棚外的带GPS(经度、纬度、高程)的图像信息，而无法获取棚内煤堆的带GPS(经度、纬度、高程)的图像信息，从而导致后续三维重建的工作无法进行。
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提供一种改进的可用于棚内煤堆建模的图像格式转换系统及方法的技术方案。在一个方面，提供一种用于棚内煤堆建模的图像格式转换系统，包括：处理单元；以及摄像机，所述摄像机通过云台设置在斗轮机机臂末端上；其中，所述摄像机与所述处理单元进行交互连接。在一个实施例中，所述处理单元包括：ARM开发板、用于传递信息的通信模块、存储模块和图像数据模块；所述通信模块、所述存储模块和所述图像数据模块均设置在所述ARM开发板上；所述通信模块与所述存储模块连接。在一个实施例中，所述处理单元还包括：提供电源的电源模块，所述电源模块设置在所述ARM开发板上。在一个实施例中，所述电源模块包括：电源芯片、电源指示灯和电源适配器；所述电源芯片与所述电源指示灯和所述电源适配器连接，所述电源适配器还与所述电源模块内的电池连接。在一个实施例中，所述通信模块为板载WiFi和蓝牙二合一模块。在另一个方面，还提供一种用于棚内煤堆建模的图像格式转换方法，采用如上所述的图像格式转换系统，其特征在于，包括如下步骤：S101：在棚外选取一个基准点，并在棚内煤场上选取一个辅助计算点；S102：获取基准点的三维坐标信息；S103：利用摄像机采集棚内煤堆的图像及对应的三维信息；S104：将所述三维信息转换为以基准点为原点的三维坐标信息；以及S105：将所述图像转换为带三维坐标信息的图像。在一个实施例中，在步骤S103中摄像机采集图像的角度与棚外无人机采集图像的角度匹配。在一个实施例中，所述三维坐标信息为：经度、纬度和高程。在一个实施例中，步骤S104中所述转换的计算公式为：当0°≤α＜90°时，X0＝a-Lcosβcosα，Y0＝Lcosβsinα，Z0＝Lsinβ；当90°≤α＜180°时，X0＝a+Lcosβcos(π-α)，Y0＝Lcosβsin(π-α)，Z0＝Lsinβ；当180°≤α＜270°时，X0＝a+Lcosβcos(α-π)，Y0＝-Lcosβsin(α-π)，Z0＝Lsinβ；当270°≤α＜360°时，X0＝a-Lcosβcos(2π-α)，Y0＝-Lcosβsin(2π-α)，Z0＝Lsinβ；L为斗轮机机臂长，a为斗轮机位移，α为斗轮机机臂与斗轮机轨道基准点所形成的夹角，β为俯仰角度，m为煤堆长度，n为宽度，n0为斗轮机轨道距煤堆边缘的宽度。在一个实施例中，步骤S105中所述转换的计算公式为：当0°≤α＜180°时，H＝h1+Z0/K；当180°≤α＜360°时，H＝h1+Z0/K。(m1,n1,h1)，(m2,n2,h2)分别为基准点和辅助计算点的GPS坐标(经度、纬度、高程)信息，K为无人机图像比例尺，(M,N,H)为转换后的图像坐标。根据本专利技术的实施方式，本专利技术提供的方法通过在棚外选取的带GPS坐标信息的基准点，并将采集的棚内不带三维坐标信息的图像以基准点为原点，转换为带三维坐标信息的图像，本专利技术提供的方法不仅简单并且有利于后续对棚内煤堆进行三维重建的工作；本专利技术提供的图像格式转换系统中的斗轮机在煤场内为常见设施，斗轮机与摄像机相结合完成了煤堆的图像采集工作，处理单元可以控制调整摄像机的方向和图像采集，并实现了对图像数据的处理工作，图像格式转换系统解决了对棚内煤堆三维重建之前无法获取棚内煤堆带三维坐标信息的图像的问题，有利于后续对棚内煤堆进行三维重建的工作。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术一个实施例的棚内煤场示意图；图2示出了根据本专利技术一个实施例的斗轮机机臂与摄像机位置示意图；图3示出了根据本专利技术一个实施例的处理单元示意图；图4示出了根据本专利技术一个实施例的包含基准点的棚内煤场坐标系示意图；图5示出了根据本专利技术一个实施例的棚内采集图像与棚外采集图像的路径示意图。具体实施方式在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于棚内煤堆建模的图像格式转换系统，其特征在于，包括：/n处理单元；以及/n摄像机，所述摄像机通过云台设置在斗轮机机臂末端上；/n其中，所述摄像机与所述处理单元进行交互连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于棚内煤堆建模的图像格式转换系统，其特征在于，包括：
处理单元；以及
摄像机，所述摄像机通过云台设置在斗轮机机臂末端上；
其中，所述摄像机与所述处理单元进行交互连接。


2.根据权利要求1所述的图像格式转换系统，其特征在于，所述处理单元包括：ARM开发板、用于传递信息的通信模块、存储模块和图像数据模块；所述通信模块、所述存储模块和所述图像数据模块均设置在所述ARM开发板上；所述通信模块与所述存储模块连接。


3.根据权利要求2所述的图像格式转换系统，其特征在于，所述处理单元还包括：提供电源的电源模块，所述电源模块设置在所述ARM开发板上。


4.根据权利要求3所述的图像格式转换系统，其特征在于，所述电源模块包括：电源芯片、电源指示灯和电源适配器；所述电源芯片与所述电源指示灯和所述电源适配器连接，所述电源适配器还与所述电源模块内的电池连接。


5.根据权利要求2所述的图像格式转换系统，其特征在于，所述通信模块为板载WiFi和蓝牙二合一模块。


6.一种用于棚内煤堆建模的图像格式转换方法，采用如权利要求1-5中任一项所述的图像格式转换系统，其特征在于，包括如下步骤：
S101：在棚外选取一个基准点，并在棚内煤场上选取一个辅助计算点；
S102：获取基准点的三维坐标信息；
S103：利用摄像机采集棚内煤堆的图像及对应的三维信息；
S104：将所述三维信息转换为以基准点为原点的三维坐标信息；以及
S105：将所述图像转换为带三维坐标信息的图像。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳春，尹新伟，乔支昆，赵国庆，要焕成，胡月龙，陈婷，杨学鹏，王志涛，张伟明，
申请(专利权)人：大唐环境产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11