基于视觉的管道检测方法技术

本公开的实施例提供了基于视觉的管道检测方法、装置、设备和计算机可读存储介质。所述方法包括对双目设备进行相机标定；通过已完成相机标定的双目设备，采集多张不同角度的管线裂缝图像；对所述管线裂缝图像进行优化，得到预处理图像；基于所述相机的标定结果，将所述预处理图像中的点转化为世界坐标系下的三维坐标，得到管道裂缝表面的三维点云；基于所述三维点云，构建管道的三维图像，完成管道检测。以此方式，提高了对管道裂缝的检测效率和准确率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
基于视觉的管道检测方法


[0001]本公开的实施例一般涉及管道裂缝检测领域，并且更具体地，涉及基于视觉的管道检测方法、装置、设备和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]裂缝是地下管道最常见的损坏，地下管道中的裂缝大小是地下管道寿命评估的标准之一，对裂缝的检测是具有普遍性的技术难题。现有的裂缝检测手段主要有：图像处理、超声波检测等方法。
[0003]超声波检测法局限于检测表面状况，在检测表面比较平整时检测效果较好，对于不平整的地下管道难以达到理想的检测效果；
[0004]图像处理检测要求裂缝具有比较高的对比度与较好的连续性，然而在工况复杂的地下管道，单一的采用图像处理无法保证裂缝检测的准确性。

技术实现思路

[0005]根据本公开的实施例，提供了一种基于视觉的管道检测方案。
[0006]在本公开的第一方面，提供了一种基于视觉的管道检测方法。该方法包括：
[0007]对双目设备进行相机标定；
[0008]通过已完成相机标定的双目设备，采集多张不同角度的管线裂缝图像；
[0009]对所述管线裂缝图像进行优化，得到预处理图像；
[0010]基于所述相机的标定结果，将所述预处理图像中的点转化为世界坐标系下的三维坐标，得到管道裂缝表面的三维点云；基于所述三维点云，构建管道的三维图像，完成管道检测。
[0011]进一步地，所述对双目设备进行相机标定包括：
[0012]通过双目设备，获取包括标定板的图像；
[0013]基于张氏标定法，对所述图像进行处理，建立成像模型，完成相机标定。
[0014]进一步地，所述对所述管线裂缝图像进行优化，得到预处理图像包括：
[0015]基于所述成像模型，去除所述管线裂缝图像中的像素畸变，得到第一图像；
[0016]基于所述第一图像的灰度值，采用预设的滤波方法对所述第一图像进行滤波处理，得到第二图像；
[0017]对所述第二图像进行腐蚀和/或膨胀，得到预处理图像。
[0018]进一步地，所述基于所述相机的标定结果，将所述预处理图像中的点转化为世界坐标系下的三维坐标，得到管道裂缝表面的三维点云包括：
[0019]选取所述预处理图像中任一点的灰度值，基于所述灰度值和相机参数，通过预设公式计算图像中裂缝深度值；
[0020]基于所述相机的标定结果和所述裂缝深度值，将所述预处理图像中的点转化为世界坐标系下的三维坐标，得到管道裂缝表面的三维点云。
[0021]进一步地，所述基于所述三维点云，构建管道的三维图像，完成管道检测包括：
[0022]基于所述三维点云，通过mesh函数构建管道的三维图像。
[0023]进一步地，还包括：
[0024]对所述预处理图像进行黑色空洞消除，得到裂缝掩膜图像；
[0025]基于所述裂缝掩膜图像，对预处理图像进行背景处理，去除所述管道的三维图像背景不均造成的三维重建偏差。
[0026]进一步地，所述对所述预处理图像进行黑色空洞消除，得到裂缝掩膜图像包括：
[0027]对所述预处理图像中的黑色空洞进行填充，进行分水岭分割，得到裂缝掩膜图像。
[0028]在本公开的第二方面，提供了一种基于视觉的管道检测装置。该装置包括：
[0029]标定模块，用于对双目设备进行相机标定；
[0030]采集模块，用于通过已完成相机标定的双目设备，采集多张不同角度的管线裂缝图像；
[0031]预处理模块，用于对所述管线裂缝图像进行优化，得到预处理图像；
[0032]构建模块，用于基于所述相机的标定结果，将所述预处理图像中的点转化为世界坐标系下的三维坐标，得到管道裂缝表面的三维点云；基于所述三维点云，构建管道的三维图像，完成管道检测。
[0033]在本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
[0034]在本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面的方法。
[0035]本申请实施例提供的基于视觉的管道检测方法，通过对双目设备进行相机标定；通过已完成相机标定的双目设备，采集多张不同角度的管线裂缝图像；对所述管线裂缝图像进行优化，得到预处理图像；基于所述相机的标定结果，将所述预处理图像中的点转化为世界坐标系下的三维坐标，得到管道裂缝表面的三维点云；基于所述三维点云，构建管道的三维图像，完成管道检测，提高了对管道裂缝的检测效率和准确率。
[0036]应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0037]结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
[0038]图1示出了根据本公开的实施例的基于视觉的管道检测方法的流程图；
[0039]图2示出了根据本公开的实施例的标定板示意图；
[0040]图3示出了根据本公开的实施例的管线深度计算示意图；
[0041]图4示出了根据本公开的实施例的基于视觉的管道检测装置的方框图；
[0042]图5示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。
具体实施方式
[0043]为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0044]另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0045]图1示出了根据本公开实施例的基于视觉的管道检测方法的流程图。包括：
[0046]S110，对双目设备进行相机标定。
[0047]其中，所述双目设备通常指双目摄像头。
[0048]在一些实施例中，以图像左上角为像素坐标系原点标定第一坐标系。
[0049]在一些实施例中，如图2所示，将双目设备安装固定后，对预先放置的标定板进行拍摄(图2中任一标定板均可)，获取包括标定板的图像，根据所述图像中的标定板，确定第二坐标系。
[0050]进一步地，将所述第二坐标系固定于所述图像中的标定板上，即，所述棋盘格上任一点的第二坐标系Z＝0；所述标定板包括棋盘格，所述棋盘格可包括多个大小已知的黑白格(参考图2)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉的管道检测方法，其特征在于，包括：对双目设备进行相机标定；通过已完成相机标定的双目设备，采集多张不同角度的管线裂缝图像；对所述管线裂缝图像进行优化，得到预处理图像；基于所述相机的标定结果，将所述预处理图像中的点转化为世界坐标系下的三维坐标，得到管道裂缝表面的三维点云；基于所述三维点云，构建管道的三维图像，完成管道检测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对双目设备进行相机标定包括：通过双目设备，获取包括标定板的图像；基于张氏标定法，对所述图像进行处理，建立成像模型，完成相机标定。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述管线裂缝图像进行优化，得到预处理图像包括：基于所述成像模型，去除所述管线裂缝图像中的像素畸变，得到第一图像；基于所述第一图像的灰度值，采用预设的滤波方法对所述第一图像进行滤波处理，得到第二图像；对所述第二图像进行腐蚀和/或膨胀，得到预处理图像。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述相机的标定结果，将所述预处理图像中的点转化为世界坐标系下的三维坐标，得到管道裂缝表面的三维点云包括：选取所述预处理图像中任一点的灰度值，基于所述灰度值和相机参数，通过预设公式计算图像中裂缝深度值；基于所述相机的标定结果和所述裂缝深度值，将所述预处理图像中的点转化为世界坐标系下的三维坐标，得到管道裂缝表面的三维点云。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，张真卿，严健，陈家威，蒋一铭，尹力，王卿义，周广泉，李奇峰，朱亚军，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司，
类型：发明
国别省市：