混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法及装置，包括单相机室内检校；采集平台旋转云台定向参数检校，在相机主光轴近似垂直于墙体表面的位置利用相机拍摄检校标尺，在近似垂直位置微调旋转云台，在每个调整后的位置利用相机拍摄检校标尺，根据图像上检校标尺长度确定相机主光轴是否垂直于墙体表面，并确定旋转云台定向参数；机械控制平台伸缩杆件参数检校，调整机械控制平台伸缩杆件控制相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离，利用相机拍摄检校标尺，根据检校标尺长度确定拍摄距离是否调整正确，并确定伸缩杆件参数；双相机间距检校，机械控制平台旋转编码器参数检校。码器参数检校。码器参数检校。

【技术实现步骤摘要】
混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法及装置


[0001]本专利技术属于数字摄影测量领域，尤其涉及凝土墙体外观缺陷图像采集系统参数检校方法及装置。

技术介绍

[0002]混凝土建筑物随着使用时间增长，在自然外力因素或者人为因素的作用下，其表面会出现一些缺陷(如裂缝、锈蚀等)。对于特殊用途的建筑物，一旦其表面出现严重缺陷，可能会导致嵌在墙体内的钢筋锈蚀，无法达到设定的承载能力，极有可能导致建筑物的坍塌等事故。为了确保建筑物的安全使用，需要对其表面缺陷进行检测，目前采用的最有效方法是采集混凝土墙面图像，对各类缺陷进行识别和提取。
[0003]图像采集系统通常由图像采集设备、机械控制设备等部分组成，但组成系统的各部分通常为非专业测量设备，在组成图像采集系统时需对各组成部分各项参数进行检校，才能实现系统的测量功能。
[0004]常见的图像采集系统通常由双相机、图像采集平台、机械控制平台等组成，图像采集过程一般是由机械控制平台在建筑物顶部控制安装在图像采集平台的双相机，按从上到下、从左到右的顺序分列采集墙面图像。在采集图像前，相机距墙面距离、双相机间距、机械控制平台旋转编码器、图像采集重叠度等参数均需要进行检校。混凝土墙体外观缺陷图像采集系统参数检校方法的难点及存在的问题主要在于：
[0005](1)图像采集系统的组成方式有多种，目前没有相应规范或成熟的参数检校方法可直接参考使用；
[0006](2)由于组成系统的各部分设备为非专业测量装置，因此系统的各项参数如旋转编码器的参数、双相机主光轴方向等，没有统一的参数检校方法，具体方法需根据实际使用需求确定；
[0007](3)目前通常采用的检校方法为人工简易测量，这种测量方式会受到测量人员手工测量误差、测量方法熟练程度、专业知识掌握程度等方面因素的影响，可能导致最后的参数检校结果精度较差，直接对后续图像处理结果造成影响。如，双相机主光轴方向是否垂直于目标墙体表面，通常采用目视方法确定，无法准确安置相机姿态确保正直摄影。

技术实现思路

[0008]本专利技术提出了一种针对混凝土墙体外观缺陷的图像采集系统参数检校方案，以解决上述
技术介绍
中存在的难点及问题，获取的检校参数可满足图像采集系统拍摄精度需求。
[0009]本专利技术的技术方案提供一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法，所述混凝土墙体外观图像采集系统由采集平台、机械控制平台和控制终端组成，包括以下步骤，
[0010]步骤1，单相机室内检校，包括获取镜头畸变系数及相机主距；
[0011]步骤2，采集平台旋转云台定向参数检校，包括单反相机与图像采集平台组装并置
平图像采集平台，布设检校标尺，在相机主光轴近似垂直于墙体表面的位置利用相机拍摄检校标尺，在近似垂直位置微调旋转云台，在每个调整后的位置利用相机拍摄检校标尺，根据图像上检校标尺长度确定相机主光轴是否垂直于墙体表面，并确定旋转云台定向参数；
[0012]步骤3，机械控制平台伸缩杆件参数检校，包括根据图像采集精度计算实际拍摄距离，调整机械控制平台伸缩杆件控制相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离，利用相机拍摄检校标尺，根据检校标尺长度确定拍摄距离是否调整正确，并确定伸缩杆件参数；
[0013]步骤4，双相机间距检校，包括利用双相机拍摄墙体图像并检测水平重叠度，根据检测结果确定双相机间距；
[0014]步骤5，机械控制平台旋转编码器参数检校，包括调整旋转编码器参数控制吊索收放，在竖直方向相邻位置拍摄墙体照片并检测重叠度，根据检测结果确定旋转编码器参数。
[0015]而且，步骤2的实现方式为，将两台单反相机分别通过连接滑块固定在图像采集平台滑道上左右排列，并置平图像采集平台；确定相机主光轴垂直于墙体表面，实现方式如下，
[0016]调整相机底部旋转云台角度使相机主光轴方向近似垂直于墙体表面，并将此时旋转云台定向参数设定为0；在墙体上安置一根检校标尺，设定旋转云台旋转范围和旋转步进值，在每一旋转位置上拍摄检校标尺图像，通过对比所有图像上标尺长度，将图像上标尺长度最长的图像对应的旋转云台位置确定为主光轴方向垂直于墙体表面，将旋转云台再次旋转至此位置后将旋转云台定向参数设定为0。
[0017]而且，步骤3的实现方式为，机械控制平台伸缩杆件参数检校只需利用一台相机，根据精度需求确定实际拍摄距离，设精度需求为图像上1pixel对应物方长度为d mm，相机CMOS长度尺寸中长为w、宽为h，相机CMOS像素尺寸长为m、宽为n，相机主距为f0，则实际拍摄距离D
CW
表示为，
[0018][0019]在实际拍摄距离为D
CW
时图像中标尺长度l
T
为，
[0020][0021]将机械控制平台伸缩杆件伸长长度调整为D
CW
，使相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离D
CW
，将伸缩杆件定位参数设定为0；设置伸缩杆件伸缩范围和伸缩步进值，在每一步进位置上拍摄检校标尺图像，对比所有图像上检校标尺长度，设T
l
为检校标尺长度阈值，当图像上检校标尺长度与l
T
满足：
[0022][0023]所述图像对应的伸缩杆件位置即为实际拍摄距离，将伸缩杆件再次调整至所述位置后将伸缩杆件定位参数设定为0。
[0024]而且，步骤4的实现方式为，设定双相机拍摄图像的水平方向重叠度，利用双相机拍摄目标墙体图像，采用特征匹配方式检测左右图像水平方向重叠度，根据重叠度检测结果调整双相机间距。
[0025]而且，步骤5的实现方式为，设定相机拍摄图像的竖直方向重叠度，调整机械控制
平台旋转编码器参数控制吊索收放，进而调整图像采集平台在竖直方向上的位置，在相邻位置利用相机拍照，采用特征匹配方式检测上下图像竖直方向重叠度，根据重叠度检测结果确定旋转编码器每次收放吊索的参数。
[0026]另一方面，本专利技术还提供一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校装置，用于实现如上所述的一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法。
[0027]而且，包括以下模块，
[0028]第一模块，用于单相机室内检校，包括获取镜头畸变系数及相机主距；
[0029]第二模块，用于采集平台旋转云台定向参数检校，包括单反相机与图像采集平台组装并置平图像采集平台，布设检校标尺，在相机主光轴近似垂直于墙体表面的位置利用相机拍摄检校标尺，在近似垂直位置微调旋转云台，在每个调整后的位置利用相机拍摄检校标尺，根据图像上检校标尺长度确定相机主光轴是否垂直于墙体表面，并确定旋转云台定向参数；
[0030]第三模块，用于机械控制平台伸缩杆件参数检校，包括根据图像采集精度计算实际拍摄距离，调整机械控制平台伸缩杆件控制相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离，利用相机拍摄检校标尺，根据检校标尺长度确定拍摄距离是否调整正确，并确定伸缩杆件参数；
[0031]第四模块，用于双相机间距检校，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法，所述混凝土墙体外观图像采集系统由采集平台、机械控制平台和控制终端组成，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，单相机室内检校，包括获取镜头畸变系数及相机主距；步骤2，采集平台旋转云台定向参数检校，包括单反相机与图像采集平台组装并置平图像采集平台，布设检校标尺，在相机主光轴近似垂直于墙体表面的位置利用相机拍摄检校标尺，在近似垂直位置微调旋转云台，在每个调整后的位置利用相机拍摄检校标尺，根据图像上检校标尺长度确定相机主光轴是否垂直于墙体表面，并确定旋转云台定向参数；步骤3，机械控制平台伸缩杆件参数检校，包括根据图像采集精度计算实际拍摄距离，调整机械控制平台伸缩杆件控制相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离，利用相机拍摄检校标尺，根据检校标尺长度确定拍摄距离是否调整正确，并确定伸缩杆件参数；步骤4，双相机间距检校，包括利用双相机拍摄墙体图像并检测水平重叠度，根据检测结果确定双相机间距；步骤5，机械控制平台旋转编码器参数检校，包括调整旋转编码器参数控制吊索收放，在竖直方向相邻位置拍摄墙体照片并检测重叠度，根据检测结果确定旋转编码器参数。2.根据权利要求1所述混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法，其特征在于：步骤2的实现方式为，将两台单反相机分别通过连接滑块固定在图像采集平台滑道上左右排列，并置平图像采集平台；确定相机主光轴垂直于墙体表面，实现方式如下，调整相机底部旋转云台角度使相机主光轴方向近似垂直于墙体表面，并将此时旋转云台定向参数设定为0；在墙体上安置一根检校标尺，设定旋转云台旋转范围和旋转步进值，在每一旋转位置上拍摄检校标尺图像，通过对比所有图像上标尺长度，将图像上标尺长度最长的图像对应的旋转云台位置确定为主光轴方向垂直于墙体表面，将旋转云台再次旋转至此位置后将旋转云台定向参数设定为0。3.根据权利要求1或2所述混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法，其特征在于：步骤3的实现方式为，机械控制平台伸缩杆件参数检校只需利用一台相机，根据精度需求确定实际拍摄距离，设精度需求为图像上1pixel对应物方长度为dmm，相机CMOS长度尺寸中长为w、宽为h，相机CMOS像素尺寸长为m、宽为n，相机主距为f0，则实际拍摄距离D
CW
表示为，在实际拍摄距离为D
CW
时图像中标尺长度l
T
为，将机械控制平台伸缩杆件伸长长度调整为D
CW
，使相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离D
CW
，将伸缩杆件定位参数设定为0；设置伸缩杆件伸缩范围和伸缩步进值，在每一步进位置上拍摄检校标尺图像，对比所有图像上检校标尺长度设T
l
为检校标尺长度阈值，当图像上检校标尺长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢诚，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：