[发明专利]喀斯特溶洞图像采集监测与成像系统

权利要求书

1. 一种喀斯特溶洞图像采集监测与成像系统，其特征在于，在溶洞内地面以等间距布置一系列坐标平台，依次以各个坐标平台中心为极点建立球极坐标系，在该坐标平台中心布置双目摄像头，以φ为投影半径，r为极轴半径范围内作为图像采集区，仰视环绕拍照并合成全景球环图像Pi；拍照收集各个坐标平台的图像集P（1，...，i），合成溶洞顶部全景图像；基于单坐标平台的所述仰视环绕拍照，调整摄像头截取极轴半径r范围形成的深度图像A；根据所截取的图像A在不同投影半径φ上根据景象凸凹变化差情况进行边缘检测，得出凸显凸出地貌的边缘图像B；对边缘图像B进行图像形态学处理，处理后的边缘图像C和原深度图像A进行融合，并求取融合后图像的连通域Dj； 对于构成单个坐标平台全景球环原始图像Pi的每个深度图像A，分别求取各深度图像的连通域构成集D（1，...，j），依据每个连通域Dj的形状，面积，极轴半径r差与最近历史数据分别对比判断是否变化；根据判断结果，若没有变化，记录凸出地貌的部位，作为标记Ei；若有变化，记录凸出地貌的变化部位，作为标记Fi，并根据变化部位图像的灰度均值，对其连通域Dj进行分层处理，进一步求取融合后图像的连通域Dj’，依据每个连通域Dj’的形状，面积，极轴半径r差与最近历史数据分别对比获取精确的变化值Qj；将Ei和Fi分别区分标注于顶部全景图像中，将变化值Qj分别区分标注于Fi部位。

2.根据权利要求1所述的图像采集监测与成像系统，其特征在于，通过定期对溶洞内各个坐标平台位置的图像采集，并对这些图像进行处理来获取喀斯特溶洞内的连续历史变化速率和变化幅度曲线图。

3.根据权利要求1所述的图像采集监测与成像系统，其特征在于，在溶洞内各个坐标平台位置，提前修建基础平台，并在各基础平台处增设信号发射源，装配超级电容电池。

4.根据权利要求3所述的图像采集监测与成像系统，其特征在于，所述的双目摄像头布直接设置于坐标平台中心。

5.根据权利要求3所述的图像采集监测与成像系统，其特征在于，所述的双目摄像头设置于能与坐标平台中心精准对接的无人机顶部中心。

6.根据权利要求5所述的图像采集监测与成像系统，其特征在于，设计具有充电功能的无人机或无人机携带充电电源，无人机包括与各个坐标平台对接的对接机构和定位机构，使得无人机与坐标平台能够精准定位，电源接口能够可靠对接。

7.根据权利要求6所述的图像采集监测与成像系统，其特征在于，无人机携带的蓄电池与平台的超级电容电池端口对接，对超级电容电池临时充电。

8.根据权利要求3所述的图像采集监测与成像系统，其特征在于，还包括无人机机载定位摄像头，通过视觉识别模块和视觉测距模块，捕捉坐标平台图像并处理，获得平台的位置并获取平台对应序号，为无人机降落目的地提供引导。

9.根据权利要求3所述的图像采集监测与成像系统，其特征在于，对应各坐标点的平台，分别被拍照取相后，无人机携带图像信息与后台处理器建立通讯，由后台处理器对图像进行处理，确定喀斯特溶洞内地形变化情况。

10.根据权利要求1所述的图像采集监测与成像系统，其特征在于，还包括在溶洞内地面以上垂直高度h1处以等间距布置一系列坐标塔杆，依次以各个坐标塔杆中心为极点建立球极坐标系，在各坐标塔杆轴心布置双目摄像头，以φ为投影半径，r为极轴半径范围内作为图像采集区，仰视环绕拍照并与各个坐标平台的图像集P（1，...，i）合成全景球环图像Pi。

11.根据权利要求1所述的图像采集监测与成像系统，其特征在于，还包括在溶洞内顶部向下垂直高度h2处以等间距布置一系列坐标塔杆，依次在各个坐标塔杆末端安装双目摄像头，以水平向环绕拍照，与各个坐标平台的图像集P（1，...，i）合成溶洞VR图像。