基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法以及系统技术方案

本发明专利技术涉及计算机技术领域，特别是涉及一种基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法以及系统，包括：获取四个摄像头采集的管道图像；将采集到的图像进行变形矫正；将矫正后的图像进行拼接得到管道的螺旋梯度图；根据螺旋梯度图中任意两张相邻图像确定网纹连续性是否合格，若不合格则警示；若合格，根据螺旋梯度图两个不同周期的对应图像判断网纹平行度是否合格，若不合格则警示。本发明专利技术提供的方法通过四个摄像头从四个方向对管道进行图像采集，并通过图像变形处理矫正图像在管道圆柱面上的变形，之后通过图像的特殊排布得到螺旋梯度图，通过螺旋梯度图分析网纹连续性以及平行性，实现了管道生产过程中的在线自动检测，准确性高。准确性高。准确性高。

【技术实现步骤摘要】
基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法以及系统


[0001]本专利技术涉及计算机
，特别是涉及一种基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法以及系统。

技术介绍

[0002]BWFRP(braiding
‑
winding fiber reinforced plastics，编织缠绕纤维增强塑料)管道，也被称为BWFRP电缆保护套管、BWFRP纤维编织拉挤管、BWFRP编绕拉挤管、BWFRP纤维编织管、纤维编织管、编绕拉挤管、编织缠绕拉挤管等，该管道的研发由传统的玻璃钢夹砂管改造升级而来，BWFRP管作为电缆保护套管的一种，因其优异性能，成为取代传统PVC管、MPP管、涂塑钢管的最佳替代产品，广泛应用于通信工程、市政工程、城市电网、轨道交通等领域。
[0003]BWFRP管道以高性能无碱玻璃纤维和高性能树脂为原材料，采用连续纤维在线完整编织缠绕拉挤一体成型工艺而成，不同于传统的定长缠绕生产工艺，编织缠绕拉挤一体成型工艺自动化程度高，产品质量稳定，且不易被仿制。
[0004]BWFRP管道独特的生产工艺造就其具有不同于传统的编织构造。BWFRP管道具有三层编织构造：内外均为交叉编织层，中间为环向与纵向编织层。采用编织结构，不仅大大提升了BWFRP管道的环刚度，而且又使得BWFRP管道具有韧性，有着更好的抗冲击性。
[0005]在BWFRP管道的生产中，对于内层或者外层，要保持纺织线的交叉状态，形成交错编织，从而提高各部分的力学性能，实际生产通常采用摄像头在线进行监测以保证编织线的交叉状态满足要求，但是由于管道本身是圆柱状，需要摄像头绕管道转动，从而连续采集图像，这种方式对摄像头的驱动要求高。

技术实现思路

[0006]基于此，本专利技术实施例提供一种基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法，旨在解决现有BWFRP管道的生产中，内层编织层或者外层编织层的编织状态监测难度大的问题。
[0007]本专利技术实施例是这样实现的，一种基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法，所述基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法包括：获取四个摄像头采集的管道图像，其中，四个摄像头沿管道的周向等角度布置，与管道中心的距离相等，四个摄像头的采集频率相等且任意相邻两个摄像头的采集动作间隔一个相同时长t，且t=b/v；其中，b为图像长度B对应的实际管道的长度，v为管道牵引速度；将采集到的图像进行变形矫正；将矫正后的图像进行拼接得到管道的螺旋梯度图；根据螺旋梯度图中任意两张相邻图像确定网纹连续性是否合格，若不合格则警示；若合格，根据螺旋梯度图两个不同周期的对应图像判断网纹平行度是否合格，若不合格则警示。
[0008]在其中一个实施例中，本专利技术提供了一种基于多摄像头的BWFRP管道在线监测系统，所述基于多摄像头的BWFRP管道在线监测系统包括：图像采集装置，所述图像采集装置包括如本专利技术所述的四个摄像头；计算机设备，所述计算机设备与所述图像采集装置电性连接，用于执行如本专利技术所述的基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法。
[0009]本专利技术提供的方法通过四个摄像头从四个方向对管道进行图像采集，并通过图像变形处理矫正图像在管道圆柱面上的变形，之后通过图像的特殊排布得到螺旋梯度图，通过螺旋梯度图分析网纹连续性以及平行性，实现了管道生产过程中的在线自动检测，准确性高。
附图说明
[0010]图1为一个实施例提供的基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法的流程图；图2为一个实施例提供的摄像头的布置形式图；图3为一个实施例提供的管道的螺旋梯度图；图4为一个实施例中计算机设备的内部结构框图。
具体实施方式
[0011]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0012]可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
[0013]如图1所示，在一个实施例中，提出了一种基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法，所述基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法包括：获取四个摄像头采集的管道图像，其中，四个摄像头沿管道的周向等角度布置，与管道中心的距离相等，四个摄像头的采集频率相等且任意相邻两个摄像头的采集动作间隔一个相同时长t，且t=b/v；其中，b为图像长度B对应的实际管道的长度，v为管道牵引速度；将采集到的图像进行变形矫正；将矫正后的图像进行拼接得到管道的螺旋梯度图；根据螺旋梯度图中任意两张相邻图像确定网纹连续性是否合格，若不合格则警示；若合格，根据螺旋梯度图两个不同周期的对应图像判断网纹平行度是否合格，若不合格则警示。
[0014]在本实施例中，图2示出了四个摄像头分别设置于管道上侧、左侧、下侧以及右侧的情形，四个摄像头周向等角度布置，分别位于管道横截面的90度方向、180度方向、270度方向以及0度方向，且各个摄像头距离管道中心的距离相等。由图2中的布置方式可知，摄像头的视角宽度不小于90
°
中心角对应的弧长在垂直于摄像头拍摄方向上的投影的长度（图2
中虚线的长度），本专利技术实施例以90
°
中心角对应弧长的投影长度恰好为A进行说明（可以通过改变摄像头与管道中心的距离实现），此时不涉及图像的裁剪过程；可以理解，当摄像头的视角大于90
°
中心角对应弧长的投影范围时，矫正前或者矫正后需要对图像中的非管道区域进行裁剪，其它与本专利技术相同，图2中右上角的矩形为拍摄范围的俯视图，即拍摄所得图像，其中图像宽度A等于虚线的长度。
[0015]在本实施例中，图3示出了螺旋梯度图的示意图，此为管道柱状面展开后的形式，其中，A、B分别为一张图像的宽度以及高度，C为管道周长，可以理解，四张图像构成一个周期，任意一张图像的长度（图2中图像的高度方向）为B，对应管道的真实长度b，可以得到任意相邻两张图像的拍摄间距时间t=b/v。
[0016]在本实施例中，通过图像分析可以判断图像上纹网的平行或者连续性，从而实现管道生产过程中的自动监测。在本实施例中，警示的方式包括但不限于发出声光报警、图文报警等形式，此为可选的设置。
[0017]本专利技术提供的方法通过四个摄像头从四个方向对管道进行图像采集，并通过图像变形处理矫正图像在管道圆柱面上的变形，之后通过图像的特殊排布得到螺旋梯度图，通过螺旋梯度图分析网纹连续性以及平行性，实现了管道生产过程中的在线自动检测，准确性高。
[0018]作为本专利技术的一个优选方案，所述将采集到的图像进行变形矫正，包括：将图像沿其宽度方向划分为n个条形区，计算每个条形区的宽度；计算每张图像对应的中心角；由每张图像对应的中心角计算每个条本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法，其特征在于，所述基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法包括：获取四个摄像头采集的管道图像，其中，四个摄像头沿管道的周向等角度布置，与管道中心的距离相等，四个摄像头的采集频率相等且任意相邻两个摄像头的采集动作间隔一个相同时长t，且t=b/v；其中，b为图像长度B对应的实际管道的长度，v为管道牵引速度；将采集到的图像进行变形矫正；将矫正后的图像进行拼接得到管道的螺旋梯度图；根据螺旋梯度图中任意两张相邻图像确定网纹连续性是否合格，若不合格则警示；若合格，根据螺旋梯度图两个不同周期的对应图像判断网纹平行度是否合格，若不合格则警示。2.根据权利要求1所述的基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法，其特征在于，所述将采集到的图像进行变形矫正，包括：将图像沿其宽度方向划分为n个条形区，计算每个条形区的宽度；计算每张图像对应的中心角；由每张图像对应的中心角计算每个条形区对应的角度；根据每个条形区的宽度、每张图像对应的中心角以及每个条形区对应的角度确定每个条形区的变形比例；根据确定出的变形比例将图像沿宽度方向拉伸得到变形矫正后的图像。3.根据权利要求2所述的基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法，其特征在于，由下式计算任意一张图像对应的中心角：θ=2arcsin(A/2R)则，每个条形区对应的角度为：α=θ/n其中：θ为任意一张图像对应的中心角；A 为图像宽度；R为管道外径；α为每个条形区域对应的角度。4.根据权利要求3所述的基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法，其特征在于，由图像宽度方向从两端向中心，各条形区域依次记为1区、2区、
…
、n/2区，对于第i个条形区域，有：λi=1/ L
i
（πα/180）L
i
=cos(90
°‑
θ/2+（i
‑
1）α)
‑
cos(90
°‑
θ/2+iα)其中：λi为第i个条形区的变形比例；L
i
为第i个条形区对应的弧长投影长度。5.根据权利要求4所述的基于多摄像头的BWFRP管道在线监测方法，其特征在于，根据下式对每个条形区进行拉伸变换并求各得到变形矫正后的图像宽度：A
’
其中，A
’
为变形矫正后的图像宽度；对于第...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱奎，王勇，赵海静，
申请(专利权)人：深圳金正方科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：