基于贴片轮廓信息的筒体重建方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于贴片轮廓信息的筒体重建方法及系统，该方法通过不同转动角度或移动距离的采集图像来计算贴片轮廓重心坐标，从而重建破片铺贴机构中筒体；该方法能够根据贴片表面重心坐标还原筒体，该方法够通过二维图像快速还原贴片铺贴机构中筒体的三维模型，解释筒体上贴片的相对位置关系，从而能直观地描述筒体贴片的缺失情况以及贴片间的间隙大小，得到筒体贴片的缺失情况以及贴片间的间隙大小。小。小。

【技术实现步骤摘要】
基于贴片轮廓信息的筒体重建方法及系统


[0001]本专利技术涉及图像的三维重建
，特别是一种基于贴片轮廓信息的筒体重建方法及系统。

技术介绍

[0002]三维重建技术目的在于从二维图像中恢复出三维图形，能够解释出图像中各物体间的空间位置关系，现有的三维重建技术主要利用获取到的目标场景或物体的深度信息，经过点云数据的配准与融合来实现景物的三维还原，由于贴片铺贴机构中筒体上贴片较为密集，且筒体上每个贴片大小形状一致，颜色与筒体相近，现有的三维重建技术在该问题的实施过程中需要大量包含深度信息的点云数据，导致其计算量过大，影响了检测过程的工作效率，同时现有技术对于环境、光源等要求较高，抗干扰性不强，容易受到噪声的影响，也会导致筒体的三维重建失败。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于贴片轮廓信息的筒体重建方法及系统，该方法能够通过二维图像快速还原贴片铺贴机构中筒体的三维模型，且能够解释筒体上贴片的相对位置关系，从而能直观地描述筒体贴片的缺失情况以及贴片间的间隙大小。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]本专利技术提供的基于贴片轮廓信息的筒体重建方法，包括以下步骤：
[0006]采集筒体按照转动角度α转动后的贴片轮廓图像数据；并计算每次采集到的贴片轮廓图像数据中贴片的轮廓，然后计算贴片轮廓重心坐标；
[0007]将筒体转动一个周期内每转动角度α采集到图片所得到的重心坐标依次存储在坐标矩阵p
j
>中,所述坐标矩阵中的每个元素与图像坐标系中贴片轮廓重心坐标一一对应；
[0008]或
[0009]采集筒体按照上升方向或下降方向移动h后的贴片轮廓图像数据；并计算每次采集到的图像中贴片的轮廓数据，然后计算贴片轮廓重心坐标；
[0010]将在上升方向或下降移动h后筒体转动一个周期内采集到图片所得到的重心坐标依次存储在坐标矩阵p
j
中,所述坐标矩阵中的每个元素与图像坐标系中贴片轮廓重心坐标一一对应；
[0011]进一步，所述贴片轮廓重心坐标按照以下步骤进行计算：
[0012]S1：采集贴片轮廓图像数据，确定起始位置采集图片每排的贴片数最大值n；
[0013]S2：预处理轮廓图像数据；
[0014]S3：提取贴片轮廓；
[0015]S4：计算每个轮廓重心坐标。
[0016]进一步，所述采集筒体按照转动角度α转动后的贴片轮廓图像数据按照以下步骤进行：
[0017]S3：设置筒体转动角度α；
[0018]将筒体转动一周记为一个周期T
i
，一个周期T
i
内回转体每转动α摄像机采集一次图片，每转动α采集一次图片，每次采集图片顺序保存至图片集中，一个周期T
i
内共采集j张图片；
[0019][0020]其中，n为摄像机在起始位置采集的图片每排识别的贴片数最大值；N为筒体每排贴片数的额定值。
[0021]S4：筒体每转动α，计算贴片轮廓重心坐标，直至一个周期T
i
结束。
[0022]进一步，所述坐标矩阵p
j
按照以步骤确定：
[0023]周期T
i
内的重建以采集初始位置开始，即从坐标矩阵p0开始。
[0024]p1中元素紧随着p0中的元素拼接得到重建后的坐标矩阵p
′1，以此类推得到各重建后的坐标矩阵p
′
j
,即：
[0025]p
′
j
＝jA
m
×
n
+p
j
；
[0026]其中，d为采集图片的宽度像素值；
[0027]得到一个周期T
i
内重建的坐标矩阵：
[0028][0029]进一步，所述采集筒体按照上升方向或下降移动h后的贴片轮廓图像数据按照以下步骤进行：
[0030]筒体向上或向下移动距离h，记图像采集初始位置周期为T0，若T0周期结束后，筒体向上移动，即采集图片相对初始位置向下移动，即沿图像坐标系y轴正向移动，筒体转动一周记为周期T
i
，(i>0)；或
[0031]筒体向下移动，采集图片相对初始位置向上移动，沿图像坐标系y轴负方向移动，记T
i
，(i<0)，其中i为上下移动的次数，筒体从起始位置向一个方向移动，若当i＝i
max
后，筒体回到i＝0处沿另一方向移动直至i＝i
min
；
[0032]筒体每上下移动距离h，每完成一次周期T
i
内的重建，重复进行直至移动的总距离数等于筒体总长度像素值H，记移动次数为k，其中，k＝i
max
‑
i
min
。
[0033]进一步，所述竖直方向上坐标重建，步骤如下：
[0034]根据每个周期内重建的坐标矩阵P
i
进行回转体竖直方向上的重建；
[0035]重建后的坐标矩阵：
[0036]P
′
i
＝iB
m
×
n
+P
i
；
[0037]其中，
[0038]l为采集图片的高度像素值，若T0周期结束后，筒体向上移动，i>0；若T0周期结束后，回转体向下移动，i<0。
[0039]进一步，所述贴片重心坐标矩阵如下：
[0040][0041]其中，矩阵M即为以摄像机采集图片初始位置为起点重建的贴片重心坐标矩阵。
[0042]进一步，所述根据重建后的重心坐标矩阵M计算筒体上每个贴片的相对位置，然后在像素值大小为(k
·
h)
×
(j
·
d)的矩形上标识矩阵M中每个点的位置。
[0043]进一步，还包括以下步骤：
[0044]以矩形边长为k
·
h的边作为高，大小为j
·
d的边作为底面周长将该矩形还原成筒体，以矩形上每个点为贴片的建模中心，由于每个贴片大小、形状相同，在轮廓重心坐标处即矩形上的点，建立与实际贴片大小形状一致的模型。
[0045]本专利技术提供的基于贴片轮廓信息的筒体重建系统，该系统包括存储单元和处理单元，所述存储单元中存储可在所述处理单元上运行的计算机程序，所述处理单元执行所述计算机程序时实现如上述的基于贴片轮廓信息的筒体重建方法。
[0046]本专利技术的有益效果在于：
[0047]本专利技术提供的基于贴片轮廓信息的筒体重建方法及系统，该方法通过不同转动角度或移动距离的采集图像来计算贴片轮廓重心坐标，从而重建破片铺贴机构中筒体；该方法能够根据贴片表面重心坐标还原筒体，该方法够通过二维图像快速还原贴片铺贴机构中筒体的三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于贴片轮廓信息的筒体重建方法，其特征在于：包括以下步骤：采集筒体按照转动角度α转动后的贴片轮廓图像数据；并计算每次采集到的图像中贴片的轮廓数据，然后计算贴片轮廓重心坐标；将筒体转动一个周期内每转动α采集到图片所得到的重心坐标依次存储在坐标矩阵p
j
中,所述坐标矩阵中的每个元素与图像坐标系中贴片轮廓重心坐标一一对应；或采集筒体按照上升或下降方向移动距离h后的贴片轮廓图像数据；并计算每次采集到的图像中贴片的轮廓数据，然后计算贴片轮廓重心坐标；将在上升或下降方向移动距离h后筒体转动一个周期内采集到图片所得到的重心坐标依次存储在坐标矩阵p
j
中,所述坐标矩阵中的每个元素与图像坐标系中贴片轮廓重心坐标一一对应。2.如权利要求1所述的基于贴片轮廓信息的筒体重建方法，其特征在于：所述贴片轮廓重心坐标按照以下步骤进行计算：S1：采集贴片轮廓图像数据，确定起始位置采集图片每排的贴片数最大值n；S2：预处理轮廓图像数据；S3：提取贴片轮廓；S4：计算每个轮廓重心坐标。3.如权利要求1所述的基于贴片轮廓信息的筒体重建方法，其特征在于：所述采集筒体按照转动角度α转动后的贴片轮廓图像数据按照以下步骤进行：S3：设置筒体转动角度α；将筒体转动一周记为一个周期T
i
，一个周期T
i
内回转体每转动α摄像机采集一次图片，每转动α采集一次图片，每次采集图片顺序保存至图片集中，一个周期T
i
内共采集j张图片；其中，n为摄像机在起始位置采集的图片每排识别的贴片数最大值；N为筒体每排贴片数的额定值。S4：筒体每转动α，计算贴片轮廓重心坐标，直至一个周期T
i
结束。4.如权利要求1所述的基于贴片轮廓信息的筒体重建方法，其特征在于：所述坐标矩阵p
j
按照以步骤确定：周期T
i
内的重建以采集初始位置开始，即从坐标矩阵p0开始。p1中元素紧随着p0中的元素拼接得到重建后的坐标矩阵p
′1，以此类推得到各重建后的坐标矩阵p
′
j
，即：p
′
j
＝jA
m
×
n
+p
j
；其中，d为采集图片的宽度像素值；得到一个周期T
i
内重建的坐标矩阵：5.如权利要求1所述的基于贴片轮廓信息的简体重建方法，其特征在于：所述采集简体按照上升方向或下降移动h后的贴片轮廓图像数据按照以下步骤进行：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：江沛，平克涵，曹华军，李孝斌，王彦，黄潇辉，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：