[发明专利]一种成像检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种成像检测系统及其方法，其目的在于解决成像区域缺乏匹配特征且需2次以上成像才能有效覆盖、且图像中的瑕疵、缺陷等病害几何参数需要精确测量的问题。背景构象装置生成激光背景图案，向成像检测区域投射背景图案。成像装置由相机与校正图案投射装置组成。成像装置获取具有校正图案、背景图案的目标图像。在一个背景构象装置不能覆盖成像检测区域时，使用多个背景构象装置投射背景图案，多个背景构象装置投出的背景图案在成像区域有重叠，成像过程中不改变多个背景构象装置构成的的背景图案空间组合关系。根据成像装置投射的校正图案完成图像几何校正处理、基于背景图案完成多图像镶嵌匹配。

技术领域

本发明属于成像检测技术领域，尤其涉及对建筑物(比如隧道、地下工程、边坡、建筑物表面、路面等)病害表面缺陷与病害的成像检测。

背景技术

在很多领域都有表面缺陷检测并量测的需求。成像方式检测表面缺陷在具体的成像检测作业中有以下几种情况限制了其使用：

1、一张像片不能覆盖要检测的范围，即不能拍摄一张图像就覆盖要检测的范围。需要拍摄多张图像才能完成对待检测区域的覆盖。带来的问题是：当待检测区域多张图像需要镶嵌形成一张大图时，由于待检测区域缺少位置信息特征，或者图像上各处特征相似，导致多张图像在检测区域里的位置难于确定。要检测的表面缺少图像特征，依靠特征匹配很难完成多张图像的镶嵌，甚至用人眼识别的方法也很难镶嵌在一起。这一问题随着图像数量的增加，甚至成为不可完成的工作。

2、在有些成像检测区域里，表面缺陷或病害不是连续分布的，不需要连续的高分辨率图像覆盖，但是需要按照制图图幅要求放在一幅图里，单独采集的两个局部区域的图像由于缺乏空间参考位置，而难以在一张图上表现。

3、表面缺陷成像后需要对病害、缺陷、瑕疵进行量测，以决定产品分级，或进行病害危害性的评价，但是由于很多场合很难或者无法在检测区域设置标志点，无法基于摄影测量的方法获得图像的比例尺，也就难以对病害或者瑕疵进行长度、面积、体积的量测。比较典型的问题如隧道衬砌表面的病害检测，多年前就有基于长焦距相机拍照的尝试，但是由于这些隧道体量庞大，空间延伸很长，绝大多数病害段需要很多张图像才能完成成像检测区域的覆盖，多幅图像比例尺的不同导致不同图像量测的结果不同。

4、上述问题在工程建筑物表面成像检测领域的案例之一是隧道衬砌表面病害成像检测，隧道衬砌表面是灰色的混凝土的水泥砂浆，或者是被油泥灰尘粘附的状态，多张图像之间很难基于图像特征拼接为符合行业管维规范的大图，此外，多张图像拍摄时，成像距离的变化，焦距的变化，隧道衬砌曲面的变化，导致无法基于图像对病害的准确量测，无法形成运维部门所需精度与比例尺的图件，上述场景下成像检测方法没有得到有效的生产应用。

要使多次成像的图像按照真实的空间分布关系镶嵌在一起，达到量测的精度，目前还没有解决方案。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种新的成像检测系统及其方法，使用该成像检测系统按照提出的检测方法，解决现有成像检测技术中成像目标区域较大、一张像片不能覆盖要检测的范围，并且在要检测的表面缺少图像特征，需多次成像、而多张图像镶嵌拼接困难、镶嵌精度低的问题。在说明书里，优选了隧道衬砌表面缺陷与病害的成像检测方法作为实施例。

本发明的技术方案如下：

一种成像检测系统，包括背景构象装置、成像装置2个部分；若需实现自动，可增设控制装置。

背景构象装置用于生成背景图案并将背景图案投射到成像检测区域；成像装置包括相机、校正图案构象装置，相机与校正图案构象装置均与成像装置结构刚性连接，相机光心与校正图案构象装置具有确定的空间对应关系；校正图案构象装置用于生成校正图案并将校正图案投射到成像检测区域，校正图案构象装置的激光测距仪在相机采集图像的曝光时刻测距并记录距离值；激光测距仪零点位置与相机的镜头光心位置具有确定的换算公式；相机采集成像检测区域的图像，采集的图像中包含有校正图案、背景图案的图案信息。