[发明专利]用于船舶水尺图像拍摄的爬壁机器人、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶水尺图像拍摄方法，具体地，涉及一种利用双臂爬壁机器人实现船舶水尺图像立体拍摄的方法。

背景技术

随着船舶载重量和相关状态参数自动计量系统中应用图像处理技术，在船舶水尺图像的采集过程中不受外界环境影响，获得真正反映水尺数据的图像就为整个计量系统的实现提供了原始数据。因此水尺图像的精准度对提高计量系统的精度具有重要的理论意义和应用价值。

目前现有计量系统中的图像处理过程都着重强调了水线的检测与倒影细节处理等二维图像处理的重点，但忽略了船舶形状对水尺成像的影响以及由此带来的二维成像中数字字符扭曲变形对测量精度的影响，而这些因素直接关系到水尺数据的准确性。通过研究发现：获取场景的立体信息可以降低上述因素对检测精度的影响，而获得立体信息最通用的方法是利用双目立体视觉理论在不同视点上或不同时间拍摄的两幅或多幅图像提供的信息来获取立体信息。基于水尺图像采集环境的特殊性，如何获得同一场景的左右视图就成了船舶水尺图像立体化过程的难题。现今获取场景二维图像的方法主要有：单机法和双机法两大类。单机法是用一架相机在一定距离的同一水平线上相继拍两次或者更多次的方法；双机法是将两架相机放在同一水平线上，同时曝光便可。这两种方法都是基于双目视差原理获得不同角度的场景图像。

目前采集船舶水尺图像主要分两步进行：在船舶的港口侧采集船舶首中尾三面水尺图像；在船舶的海水侧，则将图像采集装置放在小船上采集船舶三面水尺图像。由于采集用小船易受到海水波浪的影响，图像采集装置处于非平稳状态，水尺图像可能会受到各种噪声影响出现退化现象，因此水尺图像的真实性就降低了，增加了后续处理的复杂度，各种不可预料的因素都可能会使测量结果出现错误。

发明内容

本发明的目的是提供能够提高水尺图像真实性的用于船舶水尺图像拍摄的爬壁机器人、系统以及方法。

为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种用于船舶水尺图像拍摄的爬壁机器人，该机器人包括主体，其中，该机器人还包括设置在该主体上的机械臂，该机械臂用于安装摄像机，其中该机械臂的长度、该机械臂与主体之间的角度以及该机械臂与摄像机之间的角度是可调节的。

本发明的另一个方面提供一种用于船舶水尺图像拍摄的系统，该系统包括：所述的爬壁机器人；设置在该爬壁机器人的机械臂上的摄像机；以及远程控制端，该远程控制端用于控制该爬壁机器人的移动，调节机械臂的长度、机械臂与主体之间的角度以及该机械臂与摄像机之间的角度，接收并显示所述摄像机拍摄的图像。

本发明的还一个方面提供一种船舶水尺图像拍摄方法，该方法包括：通过控制所述的爬壁机器人的移动来调整摄像机的视场，使得该视场中包含水尺字符和水面区域；以及在调整后的视场下，拍摄并存储图像。

通过上述技术方案，利用爬壁机器人作为摄像机的载体，而爬壁机器人在船舶外壳上移动，当进行拍摄时，机器人与船舶相对保持静止。因此，即便船舶由于风浪晃动，拍摄水尺图像也不会受到影响，保证了采集的水尺图像的真实性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的水尺图像拍摄方法的示意流程图；

图2为本发明的水尺图像拍摄所采用的爬壁机器人的示意图；

图3为改变基线长度时摄像机光轴角度调整示意图；

图4a和4b分别为视场范围只有船舶表面时的图像与直方图；

图5a和5b分别为视场范围包括船舶表面和水面区域时的图像与直方图；以及

图6为利用本发明的实施方式的方法采集的规范化的水尺左右视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于船舶水尺图像拍摄的爬壁机器人，该机器人包括主体，其中，该机器人还包括设置在该主体上的机械臂，该机械臂用于安装摄像机，其中该机械臂的长度、该机械臂与主体之间的角度以及该机械臂与摄像机之间的角度是可调节的。