[发明专利]结合拓扑关系和极线约束的管路三维重建方法

摘要

本发明涉及结合拓扑关系和极线约束的管路三维重建方法。其步骤为:首先利用已全局标定的工业相机对导管图像进行同步采集,进行图像增强,使图像边缘锐化,进而利用边缘检测算法检测图像边缘,滤除错误的边缘区域,得到弯管图像边缘区域,然后对边缘图像进行骨架提取得到弯管图像的中轴线,借助于图像分割将中轴线分割成直线段和椭圆段区域,最后借助于透射变化中的拓扑关系和极线约束对控制点进行三维重建,结合弯管的管径和弧径重建出弯管的三维模型。本发明方法能有效的重建管路的三维模型；能有效剔除极线约束过程中造成的多义性，得到的控制点鲁棒性强；精度高，效率高。

主权项

1.结合拓扑关系和极线约束的管路三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对多个工业相机进行全局标定，同步触发多个工业相机采集不同视角下放置在背光板上的原始弯管图像；步骤2：对每一幅原始弯管图像进行如下步骤2.1至步骤2.4的处理；步骤2.1：增强原始弯管图像的高频分量获取边缘尖锐的图像：res＝round((orig‑mean)*Factor)+orig其中，res表示增强后的图像，orig表示原图像，mean表示由图像线性平滑得到的图像，Factor表示对比度增强系数，round表示四舍五入取整；步骤2.2：对增强后的图像进行亚像素精度边缘提取，滤除干扰边缘得到弯管的边缘区域；步骤2.3：对弯管的边缘区域进行骨架提取，得到弯管区域的中心轴线；步骤2.4：将弯管中心轴线分割成直线段和椭圆段；步骤3：若在第i个工业相机拍摄的图像中弯管中心轴线被分割成n条直线段，计算任意相邻两个直线段的交点作为该幅图像的待匹配点结合直线段和待匹配点记为步骤4：由全局标定得到工业相机的内外参数，并借助极线约束对任意两个工业相机a、b拍摄的两幅图像的待匹配点和进行特征点匹配，得到特征匹配点对，其中m表示工业相机a拍摄图像中弯管中轴线分割的直线段数，s表示工业相机b拍摄图像中弯管中轴线分割的直线段数；步骤5：利用拓扑关系中叉积符号量和直线交比透视投影不变性去除步骤4中特征匹配点对的误匹配点，得到最终的特征匹配点对作为弯管的控制点。