[发明专利]一种面向小型管件表面缺陷检测的图像展开拼接方法及系统

权利要求书

1.一种面向小型管件表面缺陷检测的图像展开拼接方法，其特征在于，所述方法包括：

A在小型管件的前方、后方、左方、右方分别安装检测相机，用于采集小型管件侧面图片；

B建立小型管件图像展开模型，描述图像展开前与图像展开后坐标关系；

C均分小型管件圆柱体横截面圆心角并计算圆心角对应的弧长，进而计算得到小型管件表面沿母线展开前与展开后世界坐标；

D分别求得小型管件展开前世界坐标-像素坐标间转换关系、展开后世界坐标-像素坐标间转换关系，从而求得小型管件展开前像素坐标-展开后像素坐标转换关系；

E采用相邻点双线性插值对展开后小型管件表面图像进行补全，使用展开后的小型管件表面图像进行图像拼接；

在小型管件内部，相机光轴相交形成的直角圆心角为π/2，若等份其为n份，设光轴和等分线组成的圆心角依次为θ₁、θ₂、θ₃…θ_k…θ_n，其对应弧长依次为l₁、l₂、l₃…l_k…l_n，等分线与管件表面的交点依次为P₁、P₂、P₃…P_k…P_n；

设该小型管件侧表面沿母线展开后点P₁′、P₂′、P₃′…P_k′…P_n′与相机光轴上点O′距离依次为O′P₁′、O′P₂′、O′P₃′…O′P_k′…O′P_n′：

所述O′为光轴与管件表面相交于光轴上点；

以P_k为例，设其世界坐标为(x_k,y_k,z_k)，计算P_k′世界坐标为(x_k′,y_k′,z_k′)：

其中，r为小型管件半径，若管件表面沿过O′的母线展开，形成铅垂面α，P₁、P₂、P₃…P_k…P_n在α上对应点分别为P₁′、P₂′、P₃′…P_k′…P_n′，设该点在像平面β上的成像点依次为Q₁′、Q₂′、Q₃′…Q_k′…Q_n′；

设P_k世界坐标(x_k,y_k,z_k)与P_k′世界坐标为(x_k′,y_k′,z_k′)之间转换矩阵为M，用M来表示(x_k,y_k,z_k)与(x_k′,y_k′,z_k′)的关系如下：

2.如权利要求1所述的面向小型管件表面缺陷检测的图像展开拼接方法，其特征在于，所述步骤A中小型管件前方、后方、左方、右方安装的检测相机用于采集图像，且四台相机光轴处于同一水平面内，并两两垂直；每台相机像平面与小型管件表面距离为d_camera，且拍摄时保证小型管件表面处于相机视场中心。