[发明专利]一种新型的基坑施工过程支撑位置的识别方法

权利要求书

1.一种新型的基坑施工过程支撑位置的识别方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）采用计算机视觉工具包HALCON标定方法对相机进行标定，获取相机内部参数；

（2）保持相机内部参数不变，根据相机视场范围在基坑周围合适位置安装固定相机，采集基坑施工的现场图像；

（3）采用除法畸变模型，对采集到的基坑施工现场图像进行镜头畸变校正，得到畸变校正后的基坑图像；

（4）由基坑三维空间点和二维图像点之间的对应关系，采用控制点法确定相机外部参数；

（5）统计分量法确定基坑现场支撑的彩色图像R、G、B各分量之间的关系；

（6）由步骤（1）和步骤（4）分别得到的相机内部参数和外部参数，将已知的世界坐标系下的支撑坐标投影到步骤（3）经过畸变校正后的基坑图像上，形成对应支撑的图像区域；

（7）根据统计得到的基坑支撑的彩色图像R、G、B各分量之间的关系，判断支撑是否已经施工：当支撑未被遮挡物遮挡时，直接对形成的支撑图像区域进行判断；当支撑被遮挡物遮挡时，先对支撑图像区域进行布尔运算，再在此基础上进行判断；

（8）读入基坑数据文件中下一跟支撑的世界坐标进行循环判断，返回当前已经施工的支撑累计根数，根据设计资料得到基坑施工的支撑位置。

2.根据权利要求1所述的一种新型的基坑施工过程支撑位置的识别方法，其特征在于，步骤（1）中的操作方法如下：

①选取大小合适的HALCON特制标定板；

②将准备好的标定板张贴到有刚度的平板上，保证表面平滑；

③拍摄10~20张标定板的图像；

④用HALCON标定程序对所采集的标定板图像进行处理，获取相机内部参数。

3.根据权利要求1所述的一种新型的基坑施工过程支撑位置的识别方法，其特征在于，步骤（2）的操作方法如下：

①由视场角公式推导出相机水平视场角和垂直视场角：

    式中：Q_w，Q_h分别为相机水平视场角和垂直视场角；w，h分别为相机传感器水平方向和垂直方向尺寸；f为镜头焦距；

②由相机视场角和拍摄距离估计相机视场范围，

 

    式中：W，H分别为视场长度和宽度；L为相机与目标物的垂直距离；α为相机轴线与竖直线的夹角；

③根据相机视场范围在基坑周围合适位置安装固定相机采集基坑施工的图像。

4.根据权利要求1所述的一种新型的基坑施工过程支撑位置的识别方法，其特征在于，步骤（3）的操作方法如下：

①利用全标定方法对相机进行内部参数标定，由步骤（1）相机标定获得镜头畸变参数；

②采用除法镜头畸变模型，对采集到的基坑施工图像进行镜头畸变校正，径向畸变校正公式如下：

    

式中： ，表示镜头畸变后的投影点p(，)在成像平面坐标系下的行坐标和列坐标；镜头径向畸变参数κ表示径向畸变量级，如果κ为负，畸变为桶型畸变，如果κ为正，畸变为枕型畸变；u，v表示投影点p(u，v)在成像平面坐标系下的行坐标和列坐标。