[发明专利]基于相机阵列技术的电力设备巡检图影像采集处理系统

说明书

本发明涉及一种基于相机阵列技术的电力设备巡检图影像采集处理系统，属于电力设备巡检机器人技术领域。该系统包括相机阵列、拍摄控制模块、超分辨率数字对焦处理模块、景深融合处理模块和图像生成模块；相机阵列分别与拍摄控制模块、超分辨率数字对焦处理模块相连；景深融合处理模块分别与超分辨率数字对焦处理模块、图像生成模块相连；本发明相机阵列中所有相机同时进行拍摄，获取拍摄方向上各个景深的光学数据，再利用计算机视觉算法对光学数据进行数字对焦和景深融合处理，生成取景范围内所有目标都清晰成像的全景深图像，以此方式实现瞬时拍摄采集多个设备读数图像和影像数据，缩短数据采集时间，提高巡检效率。

技术领域

本发明属于电力设备巡检机器人技术领域，特别属于电力设备巡检机器人图像、视频采集技术领域，具体涉及一种基于相机阵列技术的电力设备巡检图影像采集处理系统。

背景技术

电力设备巡检机器人，由于其巡检覆盖范围广、检测精度高、可监控设备类型丰富、易实现自动巡检等优点，已经在电力行业中各个生产环境（如变电站、电缆沟等）得到广泛应用，特别是在变电站、电缆沟等存在人员安全风险或人员难以进入的场地，利用巡检机器人代替传统的人工巡检，主要用于代替人工采集电力设备的图像、影像、声音、温度等数据。

其中，针对采集图像和影像数据，目前主流技术是使用普通高清摄像头进行拍摄，巡检机器人需要精确运动到采集数据设备的附近指定位置，精准调整摄像头位置、高度和角度，并以待采集设备读数界面为摄像头镜头焦点，调整摄像头光学参数，以保证拍摄的设备图像和影像的清晰。每采集一个设备的数据，就需要移动、调焦、拍摄一次，由于每个设备到摄像头的距离、角度等光学参数不同，无法一次拍摄多个设备的图像和影像，数据采集时间长，效率低。因此如何克服现有技术的不足是目前电力设备巡检机器人技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于相机阵列技术的电力设备巡检图影像采集处理系统，该系统可以实现一次运行采集多个设备图像和/或影像数据的功能，从而大大缩短电力设备机器人巡检的时间，提高巡检效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于相机阵列技术的电力设备巡检图影像采集处理系统，其特征在于，包括安装在电力设备巡检机器人上的相机阵列、拍摄控制模块、超分辨率数字对焦处理模块、景深融合处理模块和图像生成模块。

相机阵列分别与拍摄控制模块、超分辨率数字对焦处理模块相连。

景深融合处理模块分别与超分辨率数字对焦处理模块、图像生成模块相连。

拍摄控制模块用于控制相机阵列中所有相机按预设的参数、角度和次数对目标区域进行拍摄，获取目标区域内不同视点位置的光学数据。

超分辨率数字对焦处理模块用于对相机阵列拍摄得到的光学数据进行数字对焦处理，校正像面位置数据，采用超分辨率重建算法对校正后的子图像进行高分辨率重构。

景深融合处理模块用于将经超分辨率数字对焦处理模块对焦处理后，对焦在远近不同位置的光学数据进行小波分解和融合，计算获取目标区域内所有目标的清晰成像数据。

图像生成模块用于根据景深融合处理模块计算获取的目标区域内所有目标的清晰成像数据进行成像，得到目标区域的全景深图像和/或影像。

进一步，优选的是，相机阵列为一个由M×N个相机组成的相机阵列，其中，M和N均为正整数，M可以等于N。

本发明同时提供一种基于相机阵列技术的电力设备巡检图影像采集方法，采用上述基于相机阵列技术的电力设备巡检图影像采集处理系统，包括如下步骤：