一种水下混凝土表观激光线三维扫描测量方法技术

本发明专利技术公开了一种水下混凝土表观激光线三维扫描测量方法，包括：S1、对清水置换装置内的激光线扫描成像设备进行激光线平面标定，构建激光平面方程；S2、建立光线在不同介质表面的光线追踪模型，进而建立真实像点与相机成像点之间的多介质折射模型；S3、将多介质折射模型与相机成像模型融合，获得水下成像的归一化模型；S4、利用归一化模型和激光平面方程将获取的水下混凝土表观激光线图像转换至对应空气中的激光线图像中，实现水下混凝土表观激光线三维扫描测量。本发明专利技术方法消除了浊水环境对激光线扫描的影响，建立了激光线扫描成像的归一化模型消除了折射畸变的影响。一化模型消除了折射畸变的影响。一化模型消除了折射畸变的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种水下混凝土表观激光线三维扫描测量方法


[0001]本专利技术属于水基础设施安全测量
，具体涉及一种水下混凝土表观激光线三维扫描测量方法。

技术介绍

[0002]高坝大库、桥梁港口、输引水隧洞等是保障防洪安全、支撑水资源综合开发利用的重大涉水基础设施。在长期服役过程中，由地震、地质、洪涝等灾害引起基础设施水下混凝土结构缺陷，如裂缝、冲坑、磨蚀、露筋等，是影响工程安全运行的关键，需要及时、准确的缺陷检测和隐患排查。目前水下混凝土表观三维测量主要采用激光扫描的方法进行测量，但在自然流域中由于水体浑浊以及水体对激光线的吸收与散射，导致水下激光线三维扫描并不能采集到有效的三维点云数据。
[0003]利用当前的水下激光线三维扫描设备在清水环境中能采集到点云图象数据，但是由于在不同的水域环境中水体溶解杂质不同介质的折射率也不同，因此在不同清水环境中采集到的点云图像数据其测量精度也不能有效保证。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的水下混凝土表观激光线三维扫描测量方法消除了浊水环境对激光线扫描的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下混凝土表观激光线三维扫描测量方法，其特征在于，包括以下步骤S1、对清水置换装置内的激光线扫描成像设备进行激光线平面标定，构建激光平面方程；S2、建立光线在不同介质表面的光线追踪模型，进而建立真实像点与相机成像点之间的多介质折射模型；S3、将多介质折射模型与相机成像模型融合，获得水下成像的归一化模型；S4、利用归一化模型和激光平面方程将获取的水下混凝土表观激光线图像转换至对应空气中的激光线图像中，实现水下混凝土表观激光线三维扫描测量。2.根据权利要求1所述的水下混凝土表观激光线三维扫描测量方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：S11、将激光线扫描成像设备密封置于清水置换装置中；其中，清水置换装置为内含清水的玻璃块组成的密封结构，用于放置激光扫描成像设备，当水域水质浑浊影响激光扫描成像设备成像时，通过清水置换装置中的清水替换激光扫描成像设备中相机与被测物体间的浑浊水，以获取被测物体的清晰成像；S12、利用激光线扫描成像设备扫描获取图像对相机参数进行标定；S13、基于参数标定的相机，利用交比不变性对激光平面方程进行标定，构建激光平面方程。3.根据权利要求2所述的水下混凝土表观激光线三维扫描测量方法，其特征在于，所述步骤S11中，激光线扫描成像设备中的激光线在相机视场所成的像在视野正中央。4.根据权利要求2所述的水下混凝土表观激光线三维扫描测量方法，其特征在于，所述步骤S13中，交比不变性的表达式为：式中，为交比函数，为世界坐标系下的点，为Q对应图像坐标系下的点，下标i为点的序号；其中，Q为进行激光线平面标定时需要确定的特征点；所述步骤S13中，对激光平面方程进行标定的方法为：利用激光线与标定板的角点的交线确定Q点在图像坐标系中的坐标，利用交比不变性确定Q点在世界坐标系中的坐标，进而利用三张不同角度标定板与激光线交线确定三个不同的Q点，进而获得标定的激光线平面方程；式中，A,B,C,D均为激光平面方程中的待定系数，x,y,z为平面任意的三维点。5.根据权利要求1所述的水下混凝土表观激光线三维扫描测量方法，其特征在于，所述步骤S2中的光线追踪模型的表...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海涛，陈永灿，张华，李林静，陈波，周怀芳，霍建文，徐鹏，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：