[发明专利]一种基于双目视觉的大坝图像裂纹检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉的大坝图像裂纹检测装置，包括无人机和搭载于所述无人机的光电吊舱，其特征在于，所述光电吊舱包括可见光摄像机、红外成像仪、双目相机、激光测距机，还包括用于处理所述光电吊舱所搭载的设备检测到的原始数据的地面工作站。

2.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的大坝图像裂纹检测装置，其特征在于，所述无人机为六旋翼无人机，且其测控通讯链路有效距离大于1km。

3.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的大坝图像裂纹检测装置，其特征在于，所述光电吊舱的对外接口包括DC12V的电源接口、千兆网口和RS232通讯接口。

4.根据权利要求3所述的一种基于双目视觉的大坝图像裂纹检测装置，其特征在于，所述红外成像仪为非制冷红外热成像仪，且其工作波段为8μm～12μm；所述可见光摄像机使用DC12V电源，通讯接口为RS485，视频输出口为HD-SDI接口；所述激光测距机使用波长为780nm的红外激光，DC5V电源和UART通讯接口；所述双目相机的分辨率为1280*720。

5.一种基于双目视觉的大坝图像裂纹检测方法，其特征在于，使用了如上述权利要求1～4中任意一项所述的一种基于双目视觉的大坝图像裂纹检测装置，包括以下步骤：

步骤一:大坝坝体视频采集，并从中截取坝体裂纹图像；

步骤二：图像预处理，将截取到的坝体裂纹图像处理成便于边缘检测的目标图像；

步骤三：边缘检测，对目标图像进行边缘检测，获取裂缝边缘；

步骤四：对获取到的裂缝边缘进行优化处理；

步骤五：检测连通区域并过滤掉不符合标准的连通区域；

步骤六：提取裂缝骨架并计算裂缝的长度和宽度；

步骤七：获取相机视场角和激光测距结果，修正步骤六中的到的结果，计算实际的裂纹长度和宽度。

步骤八：从光电吊舱的双目相机获取相机视场角，从激光测距机获取相机与坝体的距离，根据双目视觉算法结合步骤七中计算到裂缝的长度和宽度进行修正，得到裂缝的实际长度和宽度。

6.根据权利要求5所述的一种基于双目视觉的大坝图像裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤二中图像预处理包括以下步骤：

a)将坝体裂纹图像转化成灰度图像；

b)对上述灰度图像进行高斯滤波。

7.根据权利要求5所述的一种基于双目视觉的大坝图像裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤三中的边缘检测采用了canny算子算法。

8.根据权利要求5所述的一种基于双目视觉的大坝图像裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤四中通过开运算对所述裂缝边缘进行优化处理，即先进行腐蚀操作，再进行膨胀操作。

9.根据权利要求5所述的一种基于双目视觉的大坝图像裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤五中，先设定一个连通区域的面积阈值S₀，如果检测到的连通区域的面积小于S₀，则去掉该连通区域。

10.根据权利要求5所述的一种基于双目视觉的大坝图像裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤七中，对裂缝的实际长度和宽度的计算过程包括以下步骤：

c)对双目相机进行标定，获取左右相机的校正矩阵；

d)使用该双目相机进行坝体图像采集；

e)对采集到的坝体图像进行二值化、高斯滤波和边缘检测处理；

f)使用校正矩阵对坝体图像进行校正；

g)裂缝匹配，通过多项式拟合计算裂缝坐标；

h)裂缝尺寸计算。