[发明专利]一种基于图像恢复的用于导管架水下安装在线测量方法

说明书

本发明公开了一种基于图像恢复的用于导管架水下安装在线测量方法，包括以下步骤：首先、使用摄像机对水下导管架进行图像采集，获取原始序列图像；其次、将上述获得的原始序列图像通过高通滤波器进行时域均值滤波；再次、通过高斯维纳空间解卷积滤波；最后、通过标定的水下摄像机参数模型，求解零件孔距。本发明具有如下优点：适合水下三维测量，算法执行速度低于0.5s，对于三维测量的孔距检测的平均误差在0.1mm以内，执行速度降低，检测精度提高，对导管架水下安装提高工作效率。

技术领域

本发明属于海上风电领域，具体涉及一种基于图像恢复的用于导管架水下安装在线测量方法。

背景技术

我国海域面积辽阔，海上风能资源丰富，利用风力发电的潜能极大，随着风电新技术、新材料和新工艺的自主开发应用，我国海上风电进入大规模建设阶段。风机基础施工是海上风电建设的重要环节之一。海上风力发电机组的基础型式有重力式基础、桩承式基础，另外浮式基础技术也在研究开发中。桩承式基础又包括单桩基础，多桩混凝土承台基础和多桩导管架基础。

导管架安装包括水下打桩、管桩定位、管桩内部的杂质清除、水下灌浆以及风机塔基座调平等，水下打桩、定位以及灌浆对于水下测量要求精度极高，否则将会影响导管架得海上安装进度。为解决上述问题，通常采用水下自动化操作处理使用机器视觉进行测量，但是由于水面的折射、水面的波动等影响，这些给自动化工序中使用机器视觉辅助测量定位带来新的挑战，严重影响了图像检测的质量。

专利号CN105698767A一种基于视觉的水下测量方法，利用建立较为准确的水下成像模型实现相机的精确标定，利用相机标定参数实现了水下的二维测量和双目的三维测量，通过实验验证了该方法对于水下二维测量平均误差为0.0612mm，而对于三维测量平均误差结果较大于二维测量，为小于0.2mm，该专利较适合水下二维测量，对于三维测量来说，该测量精度无法满足导管架水下打桩、定位以及灌浆的精度要求，而且该专利的测量花费时间较长。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，现提供一种基于图像恢复的用于导管架水下安装在线测量方法，该测量方法既可以有效对水下扰动图像进行恢复，又能够实现视觉在线测量，算法执行速度低于0.5s，导管架孔距剪测平均误差小于0.1mm。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于图像恢复的用于导管架水下安装在线测量方法，包括以下步骤：首先、使用摄像机对水下导管架进行图像采集，获取原始序列图像；其次、将上述获得的原始序列图像通过高通滤波器进行时域均值滤波；再次、通过高斯维纳空间解卷积滤波；最后、通过标定的水下摄像机参数模型，求解零件孔距。

进一步地，具体步骤如下：

A、使用摄像机对水下导管架进行图像采集，建立扰动模型，令图像中对应点的像数值为X(x，y)，I(X)表示实际带有扰动的图像，I_true(X)表示不受任何噪声影响的理想条件下的原始图像，u_x表示二维随机向量在图像点X处的噪声，h_(u)表示该处噪音的概率密度函数，则扰动退化模型可表示为：

I(X)＝I(X+u_x) (1)

其中式(1)的卷积方式为：

B、筛选出变形较小的序列图像，将获得的原始序列图像通过高通滤波器进行时域均值滤波，以时域均值滤波处理的结果为参考图像，计算当前n帧图像PSNR特征值并进行高通滤波,PSNR表示峰值信噪比，MSE表示滤波的均方误差，α(i，j)和分别为参考图像与获取图像中对应的灰度值，M×N为图像的总像素数，以表示一个像素点所占二进制位数，则α_max＝2^l-1，

其中