System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法与系统技术方案_技高网
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基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法与系统技术方案

技术编号:41403621 阅读:7 留言:0更新日期:2024-05-20 19:29
本发明专利技术公开了一种基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法与系统,旨在解决基于交通环境自标定的桥墩视觉检测的问题。基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法主要包括自标定、桥墩位置求解等步骤。基于交通环境自标定的桥墩视觉检测系统主要由工业摄像机(1)与三角架(2)等组成。三角架(2)放置在水平地面上,工业摄像机(1)底部的螺纹孔与三角架(2)顶部螺柱螺纹固定连接。提供了一种可用于大尺度空间桥墩检测、效率较高、解算方便、性能稳定的基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法与系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种桥梁检测领域的检测方法与检测设备,更具体的说,它是一种基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法与系统


技术介绍

1、桥梁作为重要的交通基础设施,对于保障道路交通的安全和畅通起着至关重要的作用。而桥梁的支撑桥墩是桥梁结构中承载重力和抵抗外部荷载的重要构件,其安全性和稳定性直接关系到桥梁的使用寿命和行车安全。因此,准确、高效地检测和评估桥梁支撑桥墩的状态和健康状况具有重要的研究意义和工程应用价值。针对桥梁的接触式测量会耗费大量人力物力,因此深入研究桥梁支撑桥墩视觉检测技术的理论和方法,具有重要的工程应用价值和社会影响。


技术实现思路

1、本专利技术针对解决在桥梁支撑桥墩形貌检测过程中,现有技术装置复杂、过程繁琐等问题,提出了一种基于交通环境自标定的桥墩主动视觉检测方法与系统,实现对桥墩形貌的非接触式视觉检测。该方法主要由一部工业摄像机和一个三角架构成,通过应用正交直线对的射影转换进行相机自标定,进而实现桥墩形貌的非接触检测。

2、结合说明书附图,本专利技术采用如下技术方案予以实现:

3、基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法的具体步骤如下:

4、第一步:基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法的标定过程:

5、工业摄像机采集包含车道线的道路交通环境图像,将彩色图像转换为二值图像,并进行边缘检测得到边缘像素的坐标,在hough空间中建立参数空间;对于每个边缘像素,依次计算其在hough空间中的投票,即在该像素所对应的直线上,在hough空间中增加该直线的投票值;统计hough空间中所有点的投票值,找到投票值最高的点,即为检测到的直线在hough空间中的表示;将在hough空间中检测到的直线反投影到原始图像中,得到检测到的车道线l1,l2,根据图像中的车道线端点可以解算车道线端点连线l3,l4;

6、由已知的平行车道线l1,l2、车道线端点连线l3,l4构成的两组平行线可以得到两个垂直方向上的消影点坐标为

7、v1,∞=l1×l2

8、v2,∞=l3×l4

9、消影点在无穷远直线的像坐标上可以表示为

10、vq,∞tw∞=0

11、其中q=1,2,w∞为无穷远直线的像坐标,根据求得的消影点都在其上,则

12、[x1,y1,x2,y2]tw∞=0

13、其中vq,∞=(xq,yq),利用svd可求得无穷远直线的像坐标w∞;

14、由图像原点oi向无穷远直线的像坐标w∞做垂线,设垂足为pv=(xv,yv),根据直角三角形具有公共边的条件,可求得摄像机原点oc到该垂足的距离

15、

16、其中,进一步可以根据直角三角形勾股定理计算摄像机的焦距为

17、

18、oipv可以直接在图像中测量得到,根据焦距及假设主点位于图像中心的条件即可得到相机的内参数为

19、

20、其中,其中u0和v0是图像在两个垂直方向上的分辨率的一半;

21、第二步:基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法的桥墩偏斜检测过程:

22、根据图像中采集到的待重建桥墩竖直边缘线l5,l6,结合标定过程求得的相机内参数k以及下式即可得到桥墩边缘线的方向向量为

23、d=k-1(l5×l6)

24、实现桥墩偏斜的无接触检测;

25、在桥墩形貌重建与检测过程中,第二步是循环进行的步骤,通过移动工业摄像机获取视野范围内不同桥墩的投影图像,从而确定桥梁各桥墩的方向向量,完成基于交通环境自标定的桥墩视觉检测。

26、基于交通环境自标定的桥墩视觉检测系统包括有工业摄像机与三角架;

27、三角架放置在水平地面上,工业摄像机底部的螺纹孔与三角架顶部螺柱螺纹固定连接。

28、本专利技术的有益效果是:

29、(1)本专利技术利用车道线形成的相互正交的两组平行直线对解算消影点坐标,进而实现消影线的求解及工业摄像机的标定,避免了相机预标定靶标设计及标定过程,益于实现对桥墩方向的高效率检测。

30、(2)本专利技术所提出的检测系统结构简单,解决了现有测量方式繁琐、结构复杂以及需大量人力物力等问题,通过自然交通环境即可完成相机自标定,进一步通过移动工业摄像机即可实现桥墩的重建和检测。

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【技术保护点】

1.一种基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法,其特征在于,所述的基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法的具体步骤如下:

2.按照权利要求1所述的基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法的检测系统,其特征在于,所述的基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法的检测系统包括有工业摄像机(1)与三角架(2);

【技术特征摘要】

1.一种基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法,其特征在于,所述的基于交通环境自标定的桥墩视觉检测方法的具体步骤如下:

2.按照权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:靳卫东
申请(专利权)人:吉林大学
类型:发明
国别省市:

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