[发明专利]基于双目视觉与线结构光的水下构筑物表观缺陷检测方法

说明书

本发明涉及技术领域，公开了基于双目视觉与线结构光的水下构筑物表观缺陷检测方法，包括以下步骤：步骤S1：采集csum组水下结构光标定板图像，对双目相机进行标定与校正，并解算结构光构成的光平面方程；步骤S2：获取n组构筑物表面双目图像，对双目图像进行分析，并确定结构光区域；步骤S3：从所述步骤S2中的结构光区域mask_roi提取结构光中心线，对结构光中心线进行填补与拟合以获得完整的光条中心线；步骤S4：获取光条中心线三维坐标；步骤S5：根据相机的运动轨迹，构建目标场景深度图；步骤S6：在构建的深度图基础上，实现目标区域的深度与宽度测量。本发明的有益效果为能够实现水下构筑物表面缺陷的快速、准确检测和测量，降低检测人员工作强度与危险系数，提高工作效率。

技术领域

本发明涉及图像处理以及计算机视觉技术领域，具体涉及基于双目视觉与线结构光的水下构筑物表观缺陷检测方法。

背景技术

随着我国水利水电工程、桥梁工程等的持续建设，水下构筑物覆盖范围越来越广泛。由于长期处于水下复杂环境中，水下构筑物在长期服役后，不同程度地存在着基础冲刷、淘空、结构侵蚀以及自身老化等一系列的结构性损伤，给水下工程的整体运行带来了安全隐患。如果不及时修复，最终会造成灾难性的后果。因此，有必要对水下结构物进行定期的安全检查，及时、可靠地提供水下构筑物表面缺陷信息。

目前，水下构筑物缺陷检测的方式主要包括人工检查、声呐探测、激光扫描等。常规的人工探摸、水下摄像等方法受水下环境、水质条件、作业时间、安全保障等各种因素影响，无法获得清晰图像，检测结果难以满足工程需求。随着水下构筑物规模增大，人工测量方式已经无法满足水下构筑物巡检的覆盖面与即时性要求，亟需一种有效的智能化手段代替人工测量方式。但目前有效、简单易行水下构筑物缺陷检测的方式的并不多。因此一种测量精度高，稳定性好的水下构筑物缺陷测量方法对水下巡检领域具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中，本发明提供了一种基于双目视觉与线结构光的水下构筑物表观缺陷检测方法，能够实现水下构筑物表面缺陷的快速、准确检测和测量，降低检测人员工作强度与危险系数，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于双目视觉与线结构光的水下构筑物表观缺陷检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：采集csum组水下结构光标定板图像，对双目相机进行标定与校正，并解算结构光构成的光平面方程；

步骤S2：获取n组构筑物表面双目图像，并对双目图像进行分析，确定结构光区域mask_roi；

步骤S3：从所述步骤S2中的结构光区域mask_roi提取结构光中心线，对结构光中心线进行填补与拟合以获得完整的光条中心线；

步骤S4：获取所述步骤S3中的光条中心线三维坐标；

步骤S5：根据相机的运动轨迹，构建目标场景深度图；

步骤S6：在构建的深度图基础上，实现目标区域的深度与宽度测量。

进一步地，所述步骤S1中解算结构光构成的光平面方程的步骤为：

步骤S11：采用张氏标定法对双目相机进行标定，获取双目相机参数，并基于双目相机参数对获取的csum组构筑物表面双目图像进行校正，使其满足极线行对准。分别采用Steger算法提取校正后的左目和右目图像中的结构光中心线其中csum＞7，csum表示水下结构光标定板图像组数；

利用极限约束法确定左右目图像中的结构光中心线对应的匹配点并计算匹配点对应的三维点云其中，分别表示三维点云对应方向的坐标值，jc表示总的三维点云的个数；