[发明专利]基于机器视觉的隧道检测车尺寸映射关系计算方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的隧道检测车尺寸映射关系计算方法，包括步骤：

S1：在一检测车的两侧和顶部分别安装多个相机，利用所述检测车在一隧道内进行衬砌图像采集，并记录各相机的旋转角度、对焦值和缩放值；

S2：选取多个所述相机中的任一相机，以所述相机镜头中心为原点，竖直向上为X轴正方向，所述检测车前进方向为Y轴正方向，垂直于X轴和Y轴并指向衬砌为Z轴正方向，建立一世界坐标系；

S3：对所选取的所述相机和其相邻的一个相机进行双目视觉标定，计算两所述相机的图像坐标系到所述世界坐标系的一转换公式的参数；所述图像坐标系为所述相机拍摄图像中建立的二维直角坐标系；

S4：在选取的两相邻所述相机采集图片的重合区域选取衬砌上的第一特征点，利用所述图像坐标系到所述世界坐标系的转换公式，计算所述第一特征点在所述世界坐标系中的坐标；

S5：在所述世界坐标系的X-Z平面内，根据实际坐标绘制所述检测车的车轮、所有所述相机和所述第一特征点作为检测车图块；根据所述隧道的设计图纸，绘制所述隧道的内轮廓线作为隧道图块；

S6：将检测车图块中所述车轮底部放置于所述隧道图块中路面的顶部后，沿所述世界坐标系的Z轴正负方向移动所述检测车图块，直至所述第一特征点与所述隧道的内轮廓线重合，获得检测车与衬砌位置关系图；

S7：根据所述相机的所述旋转角度，在所述检测车与衬砌位置关系图上沿各所述相机的对准角度，绘制各所述相机的主光线，将所述主光线与所述衬砌的交点作为入射点，测量所述入射点与对应所述相机镜头间的距离作为所述相机的像距；

S8：对各所述相机在对应所述像距、所述对焦值和所述缩放值下的拍摄图像的图像尺寸与实际尺寸的映射关系进行标定，根据图像上的病害尺寸计算出病害的实际尺寸。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的隧道检测车尺寸映射关系计算方法，其特征在于，所述S3步骤进一步包括步骤：

S31：对所选取的所述相机和其相邻的一个相机对同一标定板进行拍摄；

S32：记录所述标定板上多个第二特征点在所述世界坐标系下的世界坐标，并在所述相机拍摄的标定板图像上，提取与所述第二特征点对应的图像坐标；

S33：将所述第二特征点的所述世界坐标和所述图像坐标代入所述图像坐标系到所述世界坐标系的转换公式，计算获得所述转换公式的参数。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的隧道检测车尺寸映射关系计算方法，其特征在于，所述S8步骤进一步包括步骤：

S81：对各所述相机在对应所述像距、所述对焦值和所述缩放值下的拍摄图像的图像尺寸与实际尺寸的映射关系进行标定，获得所述图像尺寸和所述实际尺寸的转换关系；

S82：在所述拍摄图像中直接量取所述病害的图像尺寸；

S83：根据所述转换关系计算出所述病害的实际尺寸。