[发明专利]基于结构光技术的野外泥石流运动测量系统及方法

权利要求书

1、一种基于结构光技术的野外泥石流运动测量系统，包括投影装置、图像采集装置、图像分析装置，其特征在于：

所述的投影装置包括追光灯(1)、结构光栅(2)和光源、透镜、电源、三角架，所述的追光灯(1)的灯筒固定安装在三角架上，所述的结构光栅(2)根据空间结构光编码设计并固定置于追光灯(1)灯筒的前部；

所述的图像采集装置包括摄像机(3)和其上置有的电源线(31)、镜头(32)、数据传输线(4)及图像采集卡(6)，所述的数据传输线(4)用于电连接摄像机(3)和图像采集卡(6)，所述的摄像机(3)固定置于易拍摄到泥石流沟道的视野宽阔位置，并调整焦距直到泥石流沟道图像清晰为止，利用标定板完成摄像机(3)的标定，拍摄在夜间进行时，将调整镜头(32)的光圈以增加曝光时间，增强图像亮度；

所述的图像分析装置包括工控机(5)和软件，所述的工控机(5)插有图像采集卡(6)，将采集得到的泥石流结构光图像传输到工控机(5)的存储器中，再通过工控机(5)和软件对获取图像进行处理。

2、根据权利要求1所述的一种基于结构光技术的野外泥石流运动测量系统，其特征在于：所述的结构光栅(2)是一维光条形光栅或二维网格形光栅。

3、一种用于基于结构光技术的野外泥石流运动测量系统的方法，其特征在于该方法的流程是：

启动图像投影装置中的电源、预热、打开光源，调整灯筒位置和固定光栅；

将投影装置发出的光线通过结构光栅(2)投影到泥石流表面，手动调节焦距使泥石流表面的结构光条清晰；

打开图像采集软件，启动摄像机(3)进行泥石流结构光图像的采集，设定图像输出的时间片，产生一个分时采集的时间基准；

泥石流图像采集结束后，利用标定板和结构光图像进行结构光标定图像的采集；

图像分析装置利用计算机视觉和图像处理，首先完成摄像机(3)标定和结构光的标定，然后结合标定的结果，获取泥石流结构光图像的表面三维信息和运动参数。

4、根据权利要求3所述的一种用于基于结构光技术的野外泥石流运动测量系统的方法，其特征在于：所述的计算机视觉和图像处理涉及的算法包括滤波、去噪、边缘提取、结构光编码设计和识别、摄像机(3)和结构光的标定、三维点云的获得和重构算法。