[发明专利]一种基于预设区域的隧道图像采集装置及拼接方法

说明书

本发明涉及一种基于预设区域的隧道图像采集装置及拼接方法，包括光源组、相机组、显示屏、控制PC、电池组、支撑装置和行走装置，所述支撑装置垂直固定在行走装置的上表面，所述电池组固定在行走装置的上表面，所述电池组设于所述支撑装置的底端部位，所述光源组、相机组、显示屏和控制PC均固定在支撑装置上，所述控制PC设于电池组的上方，所述显示屏设于控制PC的上方，所述光源组和相机组均设于支撑装置的顶端。图像采集过程中两相邻相机拍摄的图像包含大小固定的重叠区域(特定区域)，因此在进行图像拼接时，只需在特定区域内进行图像预处理和特征点提取，这极大的减少了特征提取的运算量，并且提高了图像拼接的精确度和工作速率。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种基于预设区域的隧道图像采集装置及拼接方法与拼接方法。

背景技术

随着轨道交通技术的发展，隧道结构表面图像的获取与处理已成为如今热点技术。但是隧道结构作为隐蔽工程，其外部条件复杂，受力情况多变，结构的安全性和稳定性面临极大挑战。不同的技术方案、图像传感器的选型、调校、光照的配合等条件下，采集到的隧道图像存在诸多不良状态，比如光照不均匀、背景噪声严重、图像不清晰、局部曝光严重等。这对后期隧道图像的拼接处理和分析隧道病害特征产生了很大的干扰，影响了病害分析的效率和准确度。

隧道图像的采集与拼接，主要通过在检测车上布置多组相机拍摄隧道表面结构图像，然后采用图像拼接方式将采集装置采集到的隧道图像进行拼接处理。通过分析隧道图像的特征，进行特征提取与匹配，找到最优的待匹配图像对，然后进行配准操作实现隧道图像的拼接，从而实现多张隧道图像准确地融合到同一图像中形成隧道全景图，以便后续隧道图像的病害检测与定位。

本专利提出的隧道图像的图像采集装置和拼接方法可显著提高后续隧道图像的病害检测效率和检测质量，具有很大的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于预设区域的隧道图像采集装置及拼接方法与拼接方法来解决现有技术中隧道图像采集特征度不高和图像拼接计算复杂和效率较低的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：提供一种基于预设区域的隧道图像采集装置及拼接方法，其创新点在于：包括光源组、相机组、显示屏、控制PC、电池组、支撑装置和行走装置，所述支撑装置垂直固定在行走装置的上表面，所述电池组固定在行走装置的上表面，所述电池组设于所述支撑装置的底端部位，所述光源组、相机组、显示屏和控制PC均固定在支撑装置上，所述控制PC设于电池组的上方，所述显示屏设于控制PC的上方，所述光源组和相机组均设于支撑装置的顶端。

进一步的，所述支撑装置下部为固定杆，上部为活动杆，所述活动杆套接于固定杆内部，且可上下伸缩和折叠，所述显示屏、控制PC和电池组均固定在固定杆上，所述光源组和相机组固定在活动杆的顶端。

进一步的，所述光源组的光源数量和相机组的相机数量相同，所述相机组设于活动杆顶端，所述光源组设于相机组上方，且与相机组一一对应设置。

进一步的，所述支撑装置和行走装置都和控制PC连接，支撑装置通过控制PC来调节相机组和光源组的位置和高度，行走装置通过控制PC调节采集装置行进速度。

进一步的，所述光源组为高亮条形光源，所述相机组采用高分辨率工业线阵相机，可获得高清图像数据；所述控制PC根据所述光源数据调节所述光源组的强度和曝光时间。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案还提供一种基于预设区域的隧道图像拼接方法，其创新点在于：具体包括以下步骤：

S1.获取的隧道结构表面图像：根据隧道图像采集装置采集基于预设区域的隧道表面的图像数据；

S2.对获取图像进行预处理操作；

S3.预设区域图像特征点提取与匹配；

S4.基于预设区域图像拼接与融合。