[发明专利]基于图像识别的管道工程开槽尺寸测量方法

说明书

本发明公开了一种基于图像识别的管道工程开槽尺寸测量方法，包括沟槽的宽度测量和深度测量；宽度测量：拍摄高度设定；进行拍摄；图像处理；宽度测算；深度测量：图像采集；图像处理；深度测算。本发明优点在于基于无参考物的尺寸测量，通过对开槽图像进行采集，然后对采集到的图像进行建模，并推导出计算公式，进而实现对待测沟槽的尺寸测量。与基于参考物的测量方法相比较，本发明最大的优点是不需要参考物，这样既保留了测量的灵活性，又能跳过重复放置参考物的步骤，巧妙地规避了如何放置参考物的难题，与管道施工环境契合度较高，有效地解决了基于采集系统中对摄像机的标定难题。

技术领域

本发明涉及管道工程施工中开槽尺寸测量，尤其是涉及基于图像识别的管道工程开槽尺寸测量方法。

背景技术

建设输送油品、天然气和固体料浆的管道的工程，其管道施工具备一定安全隐患及高危特性，这主要由于其作业管道内的化石燃料媒介是属于高危易爆品，有着很大程度的安全隐患问题。因此，管道施工本身质量问题对作业施工进度控制尤为重要，即管道施工的质量问题直接影响着相关作业的进度指标。其施工过程中管道沟槽的开挖环节至关重要，所开挖沟槽的尺寸有着严格的标准要求，开槽尺寸的精度直接影响管道工程的施工质量。目前，对管道工程施工中开挖沟槽尺寸（宽度、深度、垂直度）的测量多由人工完成，测量人员通过测量工具如直尺、卷尺进行测量操作，存在的不足是测量效率和精度低，体力劳动工作量大。

为解决上述存在的不足，人们试图利用现有基于参考物的测量技术对管道工程施工中开挖沟槽尺寸的测量。但是，基于参考物的测量技术，在图像采集的过程中是将己知尺寸的物体或者具有明显长度特征的物体，按照一定要求放置在待测物体周围，使其起到充当参考物的作用，在后期的图像分析和处理过程中，通过对参考物的分析来进行工程测量。这种办法操作便捷、灵活度高，但是可复用性低，对于不同的待测物体都要重新放置参考物，不适于对开挖沟槽尺寸的测量。另外，由于这种测量的基础是完全建立在参考物上的，因此参考物的选取、放置都将对测量结果造成极大的影响。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于图像识别的管道工程开槽尺寸测量方法，及时有效把控管道工程开槽施工质量。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述基于图像识别的管道工程开槽尺寸测量方法，包括沟槽的宽度测量和深度测量；

所述宽度测量步骤为：

第一步、拍摄高度设定

首先在移动设备上安装摄像头、方向感应装置和重力感应装置，设定所述摄像头距地面的高度值为h，将该高度值h作为测算沟槽实际尺寸的基本参数；

第二步、拍摄步骤

s11、保持采集时摄像头距离地面的高度值为h；

s12、将摄像头的拍摄中心对准沟槽任意一点A点进行拍摄并保存当前图像为图像a,读取当前所述方向感应装置的方向角和重力感应装置的倾角；

s13、保持拍摄位置不变，对沟槽周围另外任意一点B点进行拍摄并保存当前图像为图像b，读取当前方向感应装置的方向角和重力感应装置的倾角；

第三步、图像处理

s21、灰度化

将摄像头采集的所述图像a、b进行灰度化；

s22、边缘提取

使用Matlab工具中的edge函数实现对图像a、b中沟槽的边缘进行提取；

s23、几何校正

使用Matlab工具中的Radon函数实现对边缘提取后的a、b图像进行几何校正；

s24、拼接融合