一种适用煤矿皮带输送机传输中高反光异物检测的条纹投影三维测量方法技术

本发明专利技术公开了一种适用煤矿皮带输送机传输中高反光异物检测的条纹投影三维测量方法，该方法包括以下步骤：1投影两幅灰度图到异物表面，相机采集图像，计算环境光强与表面反射率，进一步计算相机坐标系下的自适应投影强度。2投影一幅散斑图像，根据反射率优化采集的散斑图，并建立投影与采集图像的像素匹配关系。3根据像素匹配关系将相机坐标系下的自适应投影强度对应到投影仪坐标系下，进一步生成自适应投影条纹图，投影到异物表面，测得异物三维信息。4根据三维信息检测皮带机表面异物。本发明专利技术的方法避免了传统条纹投影三维测量方法在测量高反光物体时测量失败的问题，适用于皮带机表面存在锚杆、铁丝网等金属异物的测量问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种适用煤矿皮带输送机传输中高反光异物检测的条纹投影三维测量方法


[0001]本专利技术属于条纹投影三维测量
，具体涉及一种适用煤矿皮带输送机传输中高反光异物检测的条纹投影三维测量方法。

技术介绍

[0002]煤矿运输环境复杂，运输过程中皮带输送机容易受到锚杆、铁丝网、大块矸石等异物的破坏，导致煤矿经济损失甚至引发安全事故，因此煤矿皮带输送机传输中异物检测尤为重要。传统检测方式主要包括人工检测、雷达探测、金属探测等，人工检测效率低且存在安全隐患，雷达探测成本高且维护困难，金属探测检测类型受限。此外，图像识别技术是目前热门研究方向并具有不错的检测效果。但是图像识别技术基于二维图像进行检测，若能采用三维信息进行识别，增加异物特征信息量，将会带来更好的检测效果。
[0003]条纹投影三维测量技术相较于传统测量手段具有速度快、成本低、非接触等优点，广泛应用于工业检测、文物保护、医学诊断、逆向工程等领域。通过数字投影仪将标准正余弦条纹投射到被测物体表面，经物体调制后，相机采集变形条纹信息并传输到计算机，经过相位计算、高度信息转换等相应算法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用煤矿皮带输送机传输中高反光异物检测的条纹投影三维测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：投影仪投影灰度为0和g的两幅灰度图像到异物表面，相机采集图像，相机曝光时间设置为t1，根据这两幅投影图像和采集图像的强度计算环境光强和表面反射率，确定相机最佳曝光时间t
o
使得投影图像最亮时相机采集的图像不过曝，根据环境光强和表面反射率求出在最佳曝光时间t
o
下使相机采集图像强度达到预设值所需的相机坐标系下的自适应投影强度；步骤2：投影仪将一幅散斑图像投影到异物表面，相机采集图像，相机曝光时间设置为t
s
，根据步骤1计算出的环境光强和表面反射率对采集的散斑图进行优化，根据投影散斑图和优化散斑图确定投影仪和相机的像素匹配关系；步骤3：根据步骤2中计算的像素匹配关系，将步骤1中计算的相机坐标系下的自适应投影强度对应到投影仪坐标系下，得到投影仪坐标系下的自适应投影强度，根据投影仪坐标系下的自适应投影强度生成自适应投影条纹，将生成的自适应投影条纹投影到异物表面，根据条纹投影三维测量方法测得异物三维信息；步骤4：根据异物的三维信息检测皮带机表面异物。2.根据权利要求1所述的一种适用煤矿皮带输送机传输中高反光异物检测的条纹投影三维测量方法，其特征在于：步骤1中相机采集图像的表示如下：投影仪投影灰度图像到异物表面，相机采集图像，采集得到的图像表示为：I
c
(x,y)＝ktr(x,y)I
p
(x,y)+ktA(x,y)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，(x，y)为捕获图像上像素点坐标，I
p
(x，y)为投影图像在点(x，y)处的像素灰度值，I
c
(x，y)为点(x，y)处相机捕获图像的像素灰度值，t为相机曝光时间，k为相机灵敏度系数，r(x，y)为异物的表面反射率，A(x，y)为环境光强。3.根据权利要求2所述的一种适用煤矿皮带输送机传输中高反光异物检测的条纹投影三维测量方法，其特征在于，系数为k下的环境光强kA(x，y)计算方法如下：相机曝光时间设置为t1，投影仪投影灰度为0的图像到异物表面，即I
p
(x，y)＝0，捕获图像记为代入式(1)得到系数为k下的环境光强kA(x，y)为：4.根据权利要求3所述的一种适用煤矿皮带输送机传输中高反光异物检测的条纹投影三维测量方法，其特征在于，系数k下的表面反射率kr(x，y)计算方法如下：投影灰度为g的图像，即I
p
(x，y)＝g，捕获图像记为由式(2)代入式(1)得到系数k下...

【专利技术属性】
技术研发人员：许少毅，冯廷宇，周公博，朱真才，李威，王承涛，邢方方，余显浪，孙天山，陈迎新，范俊展，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：