[发明专利]用于管廊表观病害检测的线阵双目成像系统与工作方法

说明书

本发明属于管廊表观病害检测领域，提供了用于管廊表观病害检测的线阵双目成像系统与工作方法。该线阵双目成像系统包括：导轨，其铺设在管廊内；第一旋转云台和第二旋转云台，均悬挂在导轨上且可沿导轨移动；图像采集检测装置，其通过第一旋转支架安装在第一旋转云台上；图像采集检测装置包括双目结构线阵相机和一个面阵相机；辅助标定装置，其通过第二旋转支架安装在第二旋转云台上；处理器，用于接收双目结构线阵相机及面阵相机同时采集的管廊表观图像，识别病害类型及轮廓，通过辅助标定装置位置来标定病害轮廓，得到病害大小。

技术领域

本发明属于管廊表观病害检测领域，尤其涉及一种用于管廊表观病害检测的线阵双目成像系统与工作方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

管廊是解决地下各类管网布置问题的有效途径。目前实施的城市综合管廊主要是把电力、通信、广播电视、燃气、供水排水、热力等各种管线集于一体，在城市道路的地下空间建造一个集成化的箱涵。城市地下综合管廊正处于高速发展阶段，但在国内的施工技术还不成熟，施工中易产生防水卷材铺设质量不合格、变形缝施工质量不合格等问题，受运输对象以及自然界不可控因素的影响，管道表面难免会产生破损，常见破损有裂痕、孔洞、擦痕等。由于城市地下综合管廊属于空间较封闭、通风条件差、有害气体易聚集、火灾隐患大、人工巡检困难的场所，日常有毒有害气体不易排出，火灾时极易出现轰燃且火灾扑救难度极大。因此对地下综合管廊进行日常巡检，及时发现安全隐患就显得尤为重要。

目前，已建成的城市地下综合管廊日常安全巡检采取安装固定探测设备与人工巡检相结合的方式，以及挂轨式装置巡检的方式。发明人发现，受管廊空间布局、巡检人员的工作经验、技能水平以及外部环境的影响，人工检测工作量大、检测周期长，耗时费力，而通过在管廊内部有限位置布设固定监控节点的方式存在检测盲区，难以全面覆盖管道表面场景，导致误报、漏报等问题。基于自动化巡检装置的管廊检测技术是目前的发展趋势，主流的挂轨式巡检装置主要搭载红外热像仪和气体探测器等监测管廊内部温度和气体变化，并通过可见光高清摄像机来自动检测管廊的结构表观病害，从而综合评估管廊安全隐患。然而，在管廊内不均匀光照等环境下，管廊内部存在的裂缝、剥落等微小表观病害与背景特征差异较小，并且在管廊内部管线等遮挡的条件下，这些微小病害的清晰图像难以有效获取，病害类型及其轮廓识别困难，更无法准确的估算病害尺寸。

双目相机是利用人眼的视差原理获得目标体深度信息进而进行尺寸识别的检测方法，常规的双目相机采用面阵相机，面阵相机图像采集分辨率较低，仅能粗略估计病害的轮廓，难以满足管廊结构小尺度表观病害尺寸测量的需求。与面阵相机相比，线阵相机具有更高的图像分辨率，相同视场下，线阵相机采集的图像分辨率比面阵相机分辨率更高，能够有效测量尺寸微小的表观病害的图像。

由于线阵相机具有高分辨率和高帧率的特性，高分辨率使线阵相机具有较高的精度，高帧率和无缝采集使线阵相机针对大小尺寸物体和实时动态采集也具有良好的优势，且线阵相机结构简单、成本较低，所以可将线阵相机构成双目的结构，利于提高检测微小病害尺寸的精度。

发明人发现，目前对双线阵相机普遍采用双相机共面放置的方式组成双目结构，存在共面结构拍摄视场重叠小，极易受抖动等影响导致两相机重叠图像出现偏移，导致图像无法匹配，尺寸难以测量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一个方面提供一种用于管廊表观病害检测的线阵双目成像系统，利用线阵相机的高分辨率特点，组成双目结构，进行尺寸测量。线阵相机采用非共面结构的放置方式增大视场重叠，同时面阵相机进行宏观视场的把控，定位特征点，避免由于抖动等造成的图像特征点无法匹配的问题，提高病害测量及尺寸测量的精度。在此基础上，设计了自标定装置，解决不同管廊场景的原位标定问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于管廊表观病害检测的线阵双目成像系统，包括：

导轨，其铺设在管廊内；