一种基于双目相机的水泥电杆的裂纹检测方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于双目相机的水泥电杆的裂纹检测方法和系统，所述方法包括：双目相机对水泥电杆进行图像采集，并对采集到的两张初始图像进行预处理得到第一预处理图像和第二预处理图像；对第一预处理图像和第二预处理图像分布进行图像分割和特征对比，得到第一裂纹图像和第二裂纹图像；对第一裂纹图像和第二裂纹图像进行图像融合，得到目标裂纹图像；根据位姿关系和目标裂纹图像，得到所述水泥电杆的裂纹状态。本发明专利技术解决了现有技术中水泥电杆裂纹检测方法存在检测难的问题，减少水泥电杆的检测成本，提高了裂纹检测精度，对后续维护施工提供决策依据，也可根据采集的数据对电杆寿命预测、电杆技术改进提供数据支撑。电杆技术改进提供数据支撑。电杆技术改进提供数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双目相机的水泥电杆的裂纹检测方法和系统


[0001]本专利技术涉及电杆检测
，具体涉及基于双目相机的水泥电杆的裂纹检测方法和系统。

技术介绍

[0002]水泥电杆是基建工程涉及的重要产品之一，生产成本和运输成本都比较低且施工方便等优点，广泛用于配网输电线路中，电信通信线路架设等其他行业也广泛应用。由于电杆在野外或者户外运行中受到风力、温度交变、钢筋锈蚀和载荷受力等因素影响会形成裂纹、甚至会产生裂缝，对于其安全运行维护会产生极大的安全隐患，甚至会产生倒杆带来极大的经济损失。
[0003]目前针对于电杆裂纹检测，一方面在实际运行中存在停电难的问题，一方面由于电杆维护本身工作危险性较高，工作人员有登高作业的危险，一旦电杆因裂纹产生的断裂，工作人员将十分危险，最后电杆检测需要的检测工具多且耗时较长。
[0004]可见，现有技术中基于双目相机的水泥电杆的裂纹检测方法存在检测难的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供的基于双目相机的水泥电杆的裂纹检测方法和系统，其解决了现有技术中水泥电杆裂纹检测方法存在检测难的问题，减少水泥电杆的检测成本，提高了裂纹检测精度，对后续维护施工提供决策依据，也可根据采集的数据对电杆寿命预测、电杆技术改进提供数据支撑。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种基于双目相机的水泥电杆的裂纹检测方法，所述方法包括：对双目相机进行标定得到双目相机之间的位姿关系；所述双目相机对水泥电杆进行图像采集，并对采集到的两张初始图像进行预处理得到第一预处理图像和第二预处理图像；对所述第一预处理图像和所述第二预处理图像分布进行图像分割和特征对比，得到第一裂纹图像和第二裂纹图像；对所述第一裂纹图像和所述第二裂纹图像进行图像融合，得到目标裂纹图像；根据所述位姿关系和所述目标裂纹图像，得到所述水泥电杆的裂纹状态。
[0007]可选地，对双目相机进行标定得到双目相机之间的位姿关系，包括：所述双目相机采集标定板图像，得到第一标定图像和第二标定图像；以所述第一标定图像中的第一目标角点建立第一世界坐标系和第一图像坐标系，以及以所述第二标定图像中的第二目标角点建立第二世界坐标系和第二图像坐标系；根据所述第一标定图像和所述第二标定图像的尺寸信息，获取所述第一标定图像中每个像素分别在所述第一世界坐标系中的第一世界坐标信息和在所述第一图像坐标系中的第一图像坐标信息，以及所述第二标定图像中每个像素分别在所述第二世界坐标系中的第二世界坐标信息和在所述第二图像坐标系中的第二图像坐标信息；根据所述第一世界坐标系与所述第一图像坐标系的转换关系、所述第一世界坐标信息和所述第一图像坐标信息，得到第一相机的标定参数；以及根据所述第二世界坐标系与所述第二图像坐标系的转换关系、所述第二世界坐标信息和所述第二图像坐标信
息，得到第二相机的标定参数；其中，所述双目相机包括第一相机和第二相机；根据所述第一相机的标定参数和所述第二相机的标定参数，得到所述双目相机之间的位姿关系。
[0008]可选地，对采集到的两张初始图像进行预处理得到第一预处理图像和第二预处理图像，包括：分别对第一初始图像和第二初始图像进行灰度化处理，得到第一灰度直方图和第二灰度直方图；根据所述第一灰度直方图和所述第二灰度直方图，得到第一灰度直方图中的各灰度级概率和第二灰度直方图中的各灰度级概率；将第一灰度直方图中的各灰度级概率和第二灰度直方图中的各灰度级概率分别映射回原像素坐标的坐标值，得到第一灰度图像分布图和第二灰度图像分布图；对第一灰度图像分布图和第二灰度图像分布图分别进行滤波，得到第一预处理图像和第二预处理图像。
[0009]可选地，对所述第一预处理图像和所述第二预处理图像分布进行图像分割和特征对比，得到第一裂纹图像和第二裂纹图像，包括：对所述第一预处理图像和所述第二预处理图像分布进行图像分割，得到第一分割图像和第二分割图像；将所述第一分割图像和所述第二分割图像分别与电杆参考图像进行特征对比，当所述第一分割图像和所述第二分割图像与所述电杆参考图像存在差异时，将所述第一分割图像和所述第二分割图像分别作为第一裂纹图像和第二裂纹图像。
[0010]可选地，对所述第一裂纹图像和所述第二裂纹图像进行图像融合，得到目标裂纹图像，包括：对所述第一裂纹图像和所述第二裂纹图像进行小波变换，分别得到第一分解系数和第二分解系数；根据重叠位置加强规则对所述第一分解系数和所述第二分解系数进行融合，得到目标融合系数；根据所述目标融合系数对小波变换后的图像进行逆变重建，得到所述目标裂纹图像。
[0011]可选地，根据所述位姿关系和所述目标裂纹图像，得到所述水泥电杆的裂纹状态，包括：对所述目标裂纹图像进行二值化，得到电杆裂纹骨架和电杆裂纹轮廓；根据所述位姿关系、电杆裂纹骨架和电杆裂纹轮廓，获取到裂纹长度；根据所述电杆裂纹骨架，获取电杆裂纹主干和电杆裂纹主干的两个端点；以裂纹主干为中线，将电杆裂纹轮廓分为第一边图像和第二边图像；对所述第一边图像和第二边图像上的像素点进行欧式距离变换，得到裂纹平均像素宽度；根据所述裂纹平均像素宽度和成像系数，得到裂纹宽度；其中，所述水泥电杆的裂纹状态包括所述裂纹长度和所述裂纹宽度。
[0012]可选地，所述方法还包括：根据漏磁检测仪对所述水泥电杆进行钢筋检测，得到钢筋状态信息。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种基于双目相机的水泥电杆的裂纹检测系统，所述系统包括：设置有双目相机的爬行机器人，用于抱紧水泥电杆进行上下或旋转爬行，使所述双目相机采集水泥电杆的两张初始图像；遥控装置，与所述爬行机器人无线连接，用于控制所述爬行机器人的运行；漏磁检测仪，用于对所述水泥电杆进行钢筋检测得到钢筋状态信息；无线传输模块，分别与所述双目相机和所述漏磁检测仪相连，用于传输所述两张初始图像和所述钢筋状态信息；图像处理装置，与所述无线传输模块相连，用于对所述两张初始图像进行预处理得到第一预处理图像和第二预处理图像；对所述第一预处理图像和所述第二预处理图像分布进行图像分割和特征对比，得到第一裂纹图像和第二裂纹图像；对所述第一裂纹图像和所述第二裂纹图像进行图像融合，得到目标裂纹图像；根据所述位姿关系和所述目标裂纹图像，得到所述水泥电杆的裂纹状态。
[0014]可选地，所述漏磁检测仪包括：磁化单元、信号测量单元和数字信号转存单元；所述磁化单元用于产生磁能量，使水泥电杆的钢筋产生磁场信号；信号测量单元用于测量所述磁场信号，并将所述磁场信号转化为电信号输出，还将所述电信号经过转化后成为数字信号；数字信号转存单元与所述信号测量单元相连，用于将所述数字信号进行存储。
[0015]可选地，所述系统还包括：可视化装置，与所述图像处理装置相连，用于通过GIS地图呈现水泥电杆的位置信息、初始图像和水泥电杆的裂纹状态。
[0016]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0017]本实施例通过设置在爬行机器人上的双目相机对水泥电杆进行图像采集，并对采集到的水泥电杆图像进行预处理、特征对比和图像融合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双目相机的水泥电杆的裂纹检测方法，其特征在于，所述方法包括：对双目相机进行标定得到双目相机之间的位姿关系；所述双目相机对水泥电杆进行图像采集，并对采集到的两张初始图像进行预处理得到第一预处理图像和第二预处理图像；对所述第一预处理图像和所述第二预处理图像分布进行图像分割和特征对比，得到第一裂纹图像和第二裂纹图像；对所述第一裂纹图像和所述第二裂纹图像进行图像融合，得到目标裂纹图像；根据所述位姿关系和所述目标裂纹图像，得到所述水泥电杆的裂纹状态。2.如权利要求1所述的基于双目相机的水泥电杆的裂纹检测方法，其特征在于，对双目相机进行标定得到双目相机之间的位姿关系，包括：所述双目相机采集标定板图像，得到第一标定图像和第二标定图像；以所述第一标定图像中的第一目标角点建立第一世界坐标系和第一图像坐标系，以及以所述第二标定图像中的第二目标角点建立第二世界坐标系和第二图像坐标系；根据所述第一标定图像和所述第二标定图像的尺寸信息，获取所述第一标定图像中每个像素分别在所述第一世界坐标系中的第一世界坐标信息和在所述第一图像坐标系中的第一图像坐标信息，以及所述第二标定图像中每个像素分别在所述第二世界坐标系中的第二世界坐标信息和在所述第二图像坐标系中的第二图像坐标信息；根据所述第一世界坐标系与所述第一图像坐标系的转换关系、所述第一世界坐标信息和所述第一图像坐标信息，得到第一相机的标定参数；以及根据所述第二世界坐标系与所述第二图像坐标系的转换关系、所述第二世界坐标信息和所述第二图像坐标信息，得到第二相机的标定参数；其中，所述双目相机包括第一相机和第二相机；根据所述第一相机的标定参数和所述第二相机的标定参数，得到所述双目相机之间的位姿关系。3.如权利要求1所述的基于双目相机的水泥电杆的裂纹检测方法，其特征在于，对采集到的两张初始图像进行预处理得到第一预处理图像和第二预处理图像，包括：分别对第一初始图像和第二初始图像进行灰度化处理，得到第一灰度直方图和第二灰度直方图；根据所述第一灰度直方图和所述第二灰度直方图，得到第一灰度直方图中的各灰度级概率和第二灰度直方图中的各灰度级概率；将第一灰度直方图中的各灰度级概率和第二灰度直方图中的各灰度级概率分别映射回原像素坐标的坐标值，得到第一灰度图像分布图和第二灰度图像分布图；对第一灰度图像分布图和第二灰度图像分布图分别进行滤波，得到第一预处理图像和第二预处理图像。4.如权利要求3所述的基于双目相机的水泥电杆的裂纹检测方法，其特征在于，对所述第一预处理图像和所述第二预处理图像分布进行图像分割和特征对比，得到第一裂纹图像和第二裂纹图像，包括：对所述第一预处理图像和所述第二预处理图像分布进行图像分割，得到第一分割图像和第二分割图像；将所述第一分割图像和所述第二分割图像分别与电杆参考图像进行特征对比，当所述
第一分割图像和所述第二分割图像与所述电杆参考图像存在差异时，将所述第一分割图像和所述第二分割图像分别作为第一裂纹图像和第二裂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫民，陈星宇，程蜀晋，
申请(专利权)人：重庆市信息通信咨询设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：