[发明专利]圆柱体、曲面物体表面痕迹展平照相提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在保证圆柱体表面、曲面物体表面及中空物体内壁不变形情况下所进行的展平照相提取方法。该方法主要用于刑事技术照相领域中的圆柱面物体和曲面物体的表面痕迹照相提取、工业领域中的圆柱面物体的表面光洁度、裂痕检验等的观察照相。属于刑事照相技术与工业柱面零件检测照相系统。

背景技术

目前现有照相技术对标准圆柱体表面展平照相分辨率低，只能对标准圆柱物体表面进行旋转照相，而且变形系数很大，及易丢失数据。对不是标准的圆柱面，曲面等表面痕迹更无法完成不变形状态的数码展平照相。

发明内容

本发明以解决上述问题为目的，采用高清高速摄像技术解决了现有照相技术对标准圆柱体表面展平照相分辨率低，数码照相帧率低及曲面物体表面痕迹无法进行展平照相提取的问题。本发明提供一套通过实现圆柱体与镜头的相对观察角度、曲面物体与镜头的相对观察角度变化，实现在不变形状态下对多种标准柱面、曲面表面展平照相的方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：该方法中涉及的设备是由1080P高清摄像照相系统、精准角度数字控制系统、可垂直升降同时竖直方向360度自由旋转照相显微镜、X Y方向水平移动同时Z轴水平方向360度旋转的工作平台、自动同轴锁紧平台、双路光源照明系统、高清图像显示/自动拼接软件系统及内窥镜组成。

本发明是通过下述步骤实现的：

首先，将圆柱面、曲面物体放于在载物台上，光照均匀，通过高清图像接收装置接收高清图像信号。

---1080P高清数码摄像照相系统与可垂直升降同时竖直方向电动360度自由旋转照相显微镜通过高清摄像系统提供的C型接口连接

---高清摄像系统通过HDMI（高清晰度多媒体接口,英文：HighDefinition Multimedia Interface，HDMI）高清线缆与计算机内部的高清视频解码器连接，使计算机软件系统能够显示高清视频图像

然后通过高清图像接收器观察，并配合精准角度数字控制系统(由步进电机传动实现)，高清图像显示/自动拼接软件系统，发出命令信号给部件电机控制系统，显微镜升降系统启动，完成显微镜的调焦；显微镜竖直方向角度调整，将镜头与要拍照的物体形成垂直及多角度观察关系。

---高清图像显示/自动拼接软件系统，显示出视频图像，在软件内部视频图像中标定无变形部分的图像位置，以选定的圆柱面物体和曲面物体的表面痕迹、工业领域中的圆柱面物体的表面光洁度、裂痕等图像中无变形部分，作为标定的起始位置，进行照相。

---显微镜旋转后，视频显示图像的图像内容发生了变化，照相前显示的图像最前端的一部曲面物体的图像不见了，替代的是延后一定宽度图像，显示的图像整体宽度没有变化。

---将物体第一次照相的尾部位置调整到标定照相位置的前端与第一次照相取得的照片的尾部完全形同的位置，设定移动的范围宽度应小于照相宽度，一般是照相宽度的三分之二

---对桶装物体的内壁，镜头前端加装内窥镜，然后通过高清图像显示/自动拼接软件系统拼接校正，垂直升降同时竖直方向360度自由旋转照相显微镜、XY方向水平移动同时Z轴水平方向360度旋转的工作平台、自动同轴锁紧平台等装置智能化配合，使被观察部分从起始点实时观查并展开至终点。最终实现在不变形状态下对多种规格柱面、曲面表面展平照相。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

---本发明对柱体表面、曲面表面图像采集系统采用了高清摄像系统，分辨率为1080P（1920*1080,60帧/秒），HDMI接口传输图像信号到计算机，保证了图像的清晰程度。

---本发明的显微镜作为高清摄像系统的光学镜头，计算机内部加入高清解码器，高清图像显示/自动拼接软件系统内部显示的图像是由显微镜取得的细节完整体现的柱体表面、曲面痕迹的图像，并通过HDMI输入的。

---本发明通过改变高清摄像系统镜头与圆柱体、曲面物体的相对旋转的位置关系变化，完成圆柱体、曲面物体的展平照相。

---本发明即可在实验室完成圆柱体、曲面物体的展平照相，也可以在案发现场实现对门把手、栏杆表面、防盗网表面等圆柱体、曲面物体的展平照相，同时还可以完成对中空的物体内壁痕迹进行展平照相。

附图说明

图1是本发明整体系统实现示意图

实施方式

实施例

本发明整体实现过程是这样的：如图1所示，首先1080P高清数码摄像照相系统，与可垂直升降同时竖直方向电动360度自由旋转的照相显微镜，通过1080P高清数码摄像照相系统提供的C型接口连接（如果是观察筒状物体的内壁，可以在可垂直升降同时竖直方向电动360度自由旋转照相显微镜上连接内窥镜）；柱面或不规则曲面物体通过自动同轴锁紧平台或XY方向水平移动，Z轴水平方向360度旋转的工作平台固定后，保证双路光源照明系统的光源照射在柱面或不规则曲面物体上，然后由高清图像显示/自动拼接软件系统，同步发出命令信号给步进电机控制系统和1080P高清数码摄像照相系统，由步进电机控制系统来带动可垂直升降同时竖直方向电动360度自由旋转照相显微镜的升降或角度调整，此时在可垂直升降同时竖直方向电动360度自由旋转照相显微镜运动的同时，1080P高清数码摄像照相系统，通过HDMI高清线缆将获得的图像传送给高清图像显示/自动拼接软件系统，再经过高清图像显示/自动拼接软件系统处理后图像进行自动保存，高清图像显示/自动拼接软件系统每发出一次命令信号，上述步骤就重复一次，直至完成预先设置的旋转照相角度，最后通过高清图像显示/自动拼接软件系统自动完成每一次照片的尾部与相邻下一张照片前端的相同数据部分照片的拼接，形成一张完整的曲面展平后的平面图像，并且存储、打印。因其物体的表面是曲面或不规则的，所以会出现以下现象：(a)可垂直升降同时竖直方向电动360度自由旋转照相显微镜旋转后可能会出现焦距不清，此时可以手动调节，可垂直升降同时竖直方向电动360度自由旋转照相显微镜的放大倍数，进行二次调焦，以获得高分辨率的清晰图像;(b)通过移动XY方向水平移动Z轴水平方向360度旋转的工作平台的XY轴，使当前视频显示图像与上一次照相取得的照片进行比较，以获得完整的展开图像。