[发明专利]一种全景式隧道视频监视装置及方法

权利要求书

1.一种全景式隧道视频监视装置，其特征在于：包括成像模块、同步触发模块、通信模块、控制处理模块和显示模块；

所述成像模块包括沿行车方向布设于隧道拱顶附近的若干个工业相机，用于连续采集隧道内各划分区间的俯视图像；

所述同步触发模块包括信号发生器和信号分配器，用于产生特定的采集控制信号并同时发送给各工业相机；

所述通信模块与成像模块、控制处理模块连接，用于实现相机配置参数和采集图像数据的实时传输；

所述控制处理模块包括处理器、视频图像输入接口和输出接口和存储器，用于成像模块配置控制以及视频图像接收、全景拼接与存储；

所述显示模块与控制处理模块的视频图像输出接口连接，用于显示隧道内的全景视频监控图像。

2.根据权利要求1所述的全景式隧道视频监视装置，其特征在于：所述的各工业相机距隧道路面的安装高度相等，镜头朝下且光轴与隧道路面垂直，相机感光元件的长边与行车方向平行。

3.根据权利要求1所述的全景式隧道视频监视装置，其特征在于：所述工业相机的布设满足以下条件：相邻工业相机的成像视场沿行车方向具有一定重叠，且全部相机的成像视场合并后应覆盖整个隧道的纵向区间。

4.根据权利要求1所述的全景式隧道视频监视装置，其特征在于：所述各工业相机上设有外部触发接口，还包括广角定焦镜头，在相同视场下图像分辨率相等。

5.一种基于权利要求1～4任一所述全景式隧道视频监视装置的全景式隧道视频监视方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：对各工业相机的畸变系数进行初始标定；

S2：根据隧道内光环境变化特点配置各处工业相机的工作参数，包括曝光模式、曝光时间和感光度；

S3：依据相邻工业相机所采图像在畸变矫正后的重叠情况设定各相机图像的矩形感兴趣区域；

S4：视频监视启动后，同步触发模块每向各工业相机同时发送一次采集控制信号，各工业相机分别采集一次隧道内不同区间的俯视图像Img_{org_1}、Img_{org_2}、……、Img_{org_n}，图像经通信模块实时传输到控制处理模块中；

S5：针对俯视图像Img_{org_m}，控制处理模块由已知的畸变系数k₁、k₂和k₃，利用以下坐标变换公式及双线性插值方法求解畸变矫正后的图像Img_{che_m}，其中m为[1,n]范围内的整数，(x_org,y_org)、(x_che,y_che)分别是像素在Img_{org_m}、Img_{che_m}中的位置坐标

S6：从图像Img_{che_m}中提取感兴趣区域图像ROI_m，按照从隧道入口到出口的顺序依次将各ROI_m拼接成隧道全景图像，其中m为[1,n]范围内的整数；

S7：将全景图像缩放至合适分辨率后直接发送到显示装置进行单行显示；或在全景图像缩放至合适分辨率后，沿图像宽度方向拆分为宽度一定的多幅全景子图，再将全景子图从上往下排列并发送到显示装置进行分行显示；

S8：将全景图像作为一帧数据写入到监控视频文件中长期保存；

S9：重复执行步骤S4～步骤S8，直至当前视频监视任务停止。