CN106023066B - 4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置 - Google Patents
4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106023066B CN106023066B CN201610323952.6A CN201610323952A CN106023066B CN 106023066 B CN106023066 B CN 106023066B CN 201610323952 A CN201610323952 A CN 201610323952A CN 106023066 B CN106023066 B CN 106023066B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- image
- video
- cylindrical
- road
- cylindrical surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 235000013350 formula milk Nutrition 0.000 claims description 12
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 12
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 3
- 238000003702 image correction Methods 0.000 claims description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 22
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 17
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 101100115215 Caenorhabditis elegans cul-2 gene Proteins 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 101100166427 Arabidopsis thaliana CCD4 gene Proteins 0.000 description 1
- 101000857682 Homo sapiens Runt-related transcription factor 2 Proteins 0.000 description 1
- 102100025368 Runt-related transcription factor 2 Human genes 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/14—Transformations for image registration, e.g. adjusting or mapping for alignment of images
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10016—Video; Image sequence
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20212—Image combination
- G06T2207/20221—Image fusion; Image merging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
一种4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置，包括：四路视频输入装置、视频预处理装置、柱面投影装置、图像配准装置以及图像拼接融合装置，所述图像预处理装置包括图像几何校正装置、图像颜色校正装置。本发明4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置，提出一种基于相互垂直放置的4部摄像机系统的全景图生成方法，从根本上解决了上述出现的技术难题，使钻孔成像技术得到了突破性、实质性的进展，采用4路孔壁视频，从四个不同方向同时对孔壁四周成像，相邻两个方向的视频图像存在孔壁同一区域成像部分，同一个方向上的视频图像帧间存在着孔壁同一区域的成像部分，经过视频图像间的图像特征，拼接处理后得到全景视频。
Description
技术领域
本发明属于钻孔全景成像技术领域，具体涉及一种相互垂直放置的4部摄像机系统的钻孔柱面全景图生成方法及装置。
背景技术
在地质勘探中，一般采用常规钻探获取岩心来了解地质情况，但是存在钻探工作量大，钻探成本高，且钻探过程一般难于直接观察等缺点；此外，一些有重大工程地质意义的软弱层(破碎泥化夹层、风化夹层等)和构造破碎带，往往不易取得岩心，不能了解其地质条件，从而导致工程施工困难。随着科学技术的发展，钻孔成像技术在水利、土木、能源、交通、地质、矿山等行业都有广泛的应用，是传统的勘察方法无法比拟的。
钻孔成像技术依靠光学原理使人们能直接观测到钻孔的内部。这一技术的出现是基于当代科学技术的发展，特别是在照相和摄像设备的小型化方面的突破。目前为止，钻孔成像技术的发展经历了3个阶段：钻孔照相、钻孔电视、数字光学钻孔成像。前两个阶段的技术特点是模拟方式下的定性观察、描述和评价，其缺点是(1)定量分析性差；(2)结果表现方式少，处理手段有限；(3)不能提供较长孔壁图像；(4)存在一定视觉死角；(5)受雾气影响较大，对完整段反应较弱。数字光学成像技术是当今钻孔成像技术发展过程中的一个里程碑，代表了当今科学技术的发展水平，其主要的创新点在于全景图像的实现和数字技术的突破，而且更加实用化，各类工程中得到了大量的应用。克服了模拟方式下钻孔成像技术的不足，推动了孔内探测技术向可视化、数字化领域的发展。
现有技术中存在的问题和缺陷：
通常模拟方式下钻孔成像技术采用平面反射原理，当成像部件沿着钻孔轴线成像时，只能得到钻孔孔壁局部图像。然而数字方式下钻孔成像技术将平面反射镜用锥面反射镜代替，这时360度钻孔孔壁经过锥面反射成像，得到360度钻孔孔壁图像(全景图)。钻孔一般是类似标准的圆柱形，且直径已知，而由定位方法获得全景图像的方向和位置后，即可建立钻孔孔壁的空间坐标系统，为数字化处理奠定基础。但是，现有的数字式钻孔成像技术也存在着一些问题：1)基本假设的局限性。通常钻孔孔壁被认为是竖直向下，不适用水平孔和倾斜孔的测试，这严重地限制了对数字钻孔成像技术的普遍应用；2)孔壁成像的单一性。利用锥面反射原理实现的全景图是360度孔壁映射到平面图像，并且对孔壁的观察防线保持不变，实际上是一个降维的映射过程，有如下缺点：在实际钻孔表面凸凹不平时会遮挡这种单一方向上的成像；不能观察探头前方的情况；在扩径处返回光少使图像成黑色；难以得到钻孔径向上延伸数据。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种克服了现有的数字摄像系统只能解决竖直孔壁以及孔壁成像的单一性问题的4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置。
本发明所采取的技术方案是：
一种4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法，包括如下步骤：
(1)选取四部摄像机，将四部摄像机连接成一体，构成摄像机组；在同一平面内背向同一中心点相互垂直放置，拍摄方向与钻孔孔壁所在的圆柱面相互垂直；将摄像机组放入孔内；
(2)摄像机组沿孔壁纵向移动设定距离；
(3)钻孔视频摄像头移动过程中某一时刻同时提取4张单个图像文件；
(4)消除不同摄像机间的色差；
(5)分别将4张图像通过柱面坐标变换公式转化为孔壁信息的柱面投影图；
(6)进行图像配准；相邻摄像头间提取的图像的柱面投影图包含了相同的孔壁信息，根据图像间的特征进行横向拼接，就得到了某一时刻钻孔孔壁的360度横向拼接图；
(7)保存横向拼接图像；
(8)判断摄像机纵向移动是否完毕，摄像机纵向移动没有完毕，返回步骤(2)，摄像机纵向移动完毕执行步骤(9)；
(9)相邻图像纵向拼接；
(10)得到钻孔孔壁全景图。
柱面投影变换的核心是投影变换公式中K为柱面投影空间，I表示原始图像，I`是柱面投影图像，坐标原点O选为圆柱中心；
假定图像中心点就是光轴与图像平面的交点，现在要得到O点观察到的原始图像，在柱面空间K上的柱面投影图像I；
设柱面半径为r，投影角为θ，图像宽度为W，图像高度为H，得到柱面图像的宽度为2rsin(θ/2)，高度仍为H；
图像的像素坐标均以图像平面中的最左上角像素为坐标原点；
对图像I上的任意一点P(x，y)，在柱面图像I`上的对应点为P`(x`，y`)，对点P沿x一z平面和y—z的横截面，可得柱面投影变换公式：
x`＝r*sin(θ/2)+r*sin(arctan(x-W/2)/r)
y`＝H/2+r*(y-H/2)/k
其中：k＝sqrt(r*r+(W/2-x)(W/2-x))
r＝W/(2tan(θ/2)),
r为拍摄焦距，θ为每张图像所占的弧度角；
原始图像I经过柱面投影正变换得到柱面投影图像I`，I`可以用于图像间的配准和拼接。
图像配准包含两个方面：投影到柱面后，同一时刻对相邻方向上视频柱面投影图像进行配准；投影到柱面后，同一摄像机相邻时刻的视频帧间柱面投影图像进行配准。
图像灰度特征的图像配准方法，具体步骤如下：
(1)图像灰度投影法：首先将某部摄像机某一时刻的二维图像分别沿着X、Y轴做投影的两幅图像分别沿着Y轴方向做投影，对应的投影曲线称为灰度投影特征曲线；
(2)对连续两帧图像或同一时刻相邻方向上的投影图像分别作灰度投影，得到两幅图像的灰度投影特征曲线，分析两条特征曲线间的相关性，即可得出两幅图像间的X、Y方向的位移量。
所述摄像机视角宽度大于90度。
所述四部摄像机的焦距相同。
四部摄像机相互垂直放置，拍摄方向与钻孔孔壁所在的圆柱面相互垂直。
4张图像进行几何校正、图像颜色校正，消除不同摄像机间的色差。
包括四路视频输入装置、图像预处理装置、柱面投影装置、图像配准装置以及图像拼接融合装置。
包括图像预处理装置包括图像几何校正装置、图像颜色校正装置。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置，提出一种基于相互垂直放置的4部摄像机系统的全景图生成方法，从根本上解决了上述出现的技术难题，使钻孔成像技术得到了突破性、实质性的进展，采用4路孔壁视频，从四个不同方向同时对孔壁四周成像，相邻两个方向的视频图像存在孔壁同一区域成像部分，同一个方向上的视频图像帧间存在着孔壁同一区域的成像部分，经过视频图像间的图像特征，拼接处理后得到全景视频。其中图像拼接主要有3个步骤构成：图像配准、图像边缘缝合和图像融合。
附图说明
图1是本发明4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置的柱面全景图生成流程图；
图2是本发明4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置的4路视频孔内俯视平面图；
图3是本发明4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置的柱面全景与某一方向摄像机成像图；
图4是本发明4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置的原始图像；
图5是本发明4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置的公共部分的相邻两幅钻孔图像；
图6是本发明4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置的图5中的两幅图像分别沿着Y轴方向做投影图像；
图7是本发明4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置图5中的两幅图像拼接融合后图像。
图8是本发明4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法的流程图。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
附图1-8可知，一种4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法，包括如下步骤：
在步骤s801，选取四部焦距相同的摄像机，将四部摄像机连接成一体，构成摄像机组；在同一平面内背向同一中心点相互垂直放置，拍摄方向与钻孔孔壁所在的圆柱面相互垂直；将摄像机组放入地质勘探孔内；
在步骤s802，摄像机组沿孔壁纵向移动设定距离；
在步骤s803，钻孔视频摄像头移动过程中某一时刻同时提取4张单个图像文件；
在步骤s804，分别将4张图像进行几何校正、图像颜色校正。以消除不同摄像机间的色差；
在步骤s805，分别将4张图像通过柱面坐标变换公式转化为孔壁信息的柱面投影图；
在步骤s806，相邻摄像头间提取的图像(CCD1与CCD2，CCD2与CCD3,CCD3与CCD4)的柱面投影图包含了相同的孔壁信息，根据图像间的特征进行横向拼接，就得到了某一时刻钻孔孔壁的360度横向拼接图；
在步骤s807，保存横向拼接图像；
在步骤s808，判断摄像机纵向移动是否完毕，摄像机纵向移动没有完毕，返回步骤s802，摄像机纵向移动完毕执行步骤在步骤s809；
在步骤s809，相邻图像纵向拼接；
在步骤s8010，得到钻孔孔壁全景图。
柱面投影变换的核心是投影变换公式，中K为柱面投影空间，I表示原始图像，I`是柱面投影图像，坐标原点O选为圆柱中心(投影中心)；
假定图像中心点就是光轴与图像平面的交点，现在要得到O点观察到的原始图像，在柱面空间K上的柱面投影图像I；
设柱面半径(拍摄焦距)为r，投影角为θ，图像宽度为W，图像高度为H。容易得到柱面图像的宽度为2rsin(θ/2)，高度仍为H；
图像的像素坐标均以图像平面中的最左上角像素为坐标原点；
对图像I上的任意一点P(x，y)，在柱面图像I`上的对应点为P`(x`，y`)，对点P沿x一z平面和y—z的横截面，可得柱面投影变换公式：
x`＝r*sin(θ/2)+r*sin(arctan(x-W/2)/r)
y`＝H/2+r*(y-H/2)/k
其中：k＝sqrt(r*r+(W/2-x)(W/2-x))
r＝W/(2tan(θ/2)),
r为拍摄焦距，θ为每张图像所占的弧度角；
原始图像I经过柱面投影正变换得到柱面投影图像I`，I`可以用于图像间的配准和拼接。
图像配准装置：图像配准是全景图拼接的核心问题。这里的图像配准包含两个方面：投影到柱面后，同一时刻对相邻方向上视频柱面投影图像进行配准；投影到柱面后，同一摄像机相邻时刻的视频帧间柱面投影图像进行配准；
图像灰度特征的图像配准方法，具体步骤如下：
(1)图像灰度投影法：首先将某部摄像机某一时刻的二维图像分别沿着X、Y轴做投影(按行或列作灰度值叠加，并求均值)，如图5表示含有公共部分的两幅钻孔图像，图6表示图5中的两幅图像分别沿着Y轴方向做投影，对应的投影曲线称为灰度投影特征曲线；
(2)对连续两帧图像或同一时刻相邻方向上的投影图像分别作灰度投影，得到两幅图像的灰度投影特征曲线，分析两条特征曲线间的相关性，即可得出两幅图像间的X、Y方向的位移量，如图6所示。
图像拼接融合装置：根据图像配准装置得到的结果用于图像拼接，图像拼接融合就是将两幅或多幅相邻图像通过消除重叠区域融合在一起，形成一幅包含景物更多的图像的过程。如图7所示，该图表示图5中的两幅图像经过图像配准装置计算出相互间的位移量，做位移补偿后将两幅图像拼接融合后的结果。将相邻摄像机间的图像和同一摄像机相邻帧间的图像拼接融合后，最后输出孔壁柱面图像全景图。
所述摄像机视角宽度大于90度。
一种4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成装置，包括：四路视频输入装置、视频预处理装置、柱面投影装置、图像配准装置以及图像拼接融合装置。
所述四路视频输入装置为四部焦距相同的摄像机，视角宽度大于90度，在同一平面内背向同一中心点相互垂直放置，拍摄方向与钻孔孔壁所在的圆柱面相互垂直。
所述图像预处理装置包括图像几何校正装置、图像颜色校正装置。
两张平面图像直接拼接会由于存在一定角度将导致图像中景物扭曲变形,为了使其连续且可导,通常先将平面图像投影到一个光滑的封闭立体表面上，从而得到实景图像上象素点在视点空间中的方位信息。目前常用的三种投影模型为立方体面投影模型、球面投影模型和柱面投影模型。本发明三维空间的钻孔孔壁图像是柱面的，采用了柱面投影模型。柱面正投影是将相机拍摄的原始图像投影到柱面全景图上，建立原始图像上任意一点(x,y)与柱面全景图上对应点(x’，y’)的坐标转换关系。在进行柱面正投影之前，原始图像是不适合直接进行拼接的。由于视角的不同，拼接将产生错位和缝隙。在把各个原始图像投影到柱面全景图上后，才能对各图进行匹配和拼接。
本发明采用的柱面投影模型是由四部摄像机拍摄的相片拼接成的一个以相机视点为中心的圆柱型。该投影模型在水平方向能够实现视线360度的环视，根据几何常识,柱面可展开成一个矩形平面,所以可将柱面全景图展开成一个矩形图像,且直接利用计算机的图像格式进行存储与访问。
现有一柱体和一组图像，该组图像是四部摄像机某一时刻拍摄孔壁一周所采集到的图像，如图3所示，该图显示了柱面全景与某一方向摄像机的成像。首先统一柱体和图像坐标系,即按右手系将观察坐标系平移和旋转到世界坐标系，然后就可以计算平面图像和柱面图像之间的坐标变换关系，从而得到柱面投影图像。柱面投影变换的核心是投影变换公式，如图4(a)所示K为柱面投影空间，I表示原始图像，I`是柱面投影图像，坐标原点O选为圆柱中心(投影中心)。假定图像中心点就是光轴与图像平面的交点，现在要得到O点观察到的原始图像，在柱面空间K上的柱面投影图像I`。设柱面半径(拍摄焦距)为r，投影角为θ，图像宽度为W，图像高度为H。容易得到柱面图像的宽度为2rsin(θ/2)，高度仍为H。图像的像素坐标均以图像平面中的最左上角像素为坐标原点。
对图像I上的任意一点P(x，y)，在柱面图像I`上的对应点为P`(x`，y`)，对点P沿x一z平面和y—z的横截面分别如图4(b)和图4(c)所示，可得柱面投影变换公式：
x`＝r*sin(θ/2)+r*sin(arctan(x-W/2)/r)
y`＝H/2+r*(y-H/2)/k
其中：k＝sqrt(r*r+(W/2-x)(W/2-x))
r＝W/(2tan(θ/2)),
r为拍摄焦距，θ为每张图像所占的弧度角。
原始图像I经过柱面投影正变换得到柱面投影图像I`，I`可以用于图像间的配准和拼接。
图像配准装置：图像配准是全景图拼接的核心问题。这里的图像配准包含两个方面：投影到柱面后，同一时刻对相邻方向上视频柱面投影图像进行配准；投影到柱面后，同一摄像机相邻时刻的视频帧间柱面投影图像进行配准。本发明采用基于钻孔图像灰度特征的图像配准方法，具体步骤如下：
1.图像灰度投影法：首先将某部摄像机某一时刻的二维图像分别沿着X、Y轴做投影(按行或列作灰度值叠加，并求均值)，如图5表示含有公共部分的两幅钻孔图像，图6表示图5中的两幅图像分别沿着Y轴方向做投影，对应的投影曲线称为灰度投影特征曲线。
2.对连续两帧图像或同一时刻相邻方向上的投影图像分别作灰度投影，得到两幅图像的灰度投影特征曲线，分析两条特征曲线间的相关性，即可得出两幅图像间的X、Y方向的位移量，如图6所示。
图像拼接融合装置：根据图像配准装置得到的结果用于图像拼接，图像拼接融合就是将两幅或多幅相邻图像通过消除重叠区域融合在一起，形成一幅包含景物更多的图像的过程。如图7所示，该图表示图5中的两幅图像经过图像配准装置计算出相互间的位移量，做位移补偿后将两幅图像拼接融合后的结果。将相邻摄像机间的图像和同一摄像机相邻帧间的图像拼接融合后，最后输出孔壁柱面图像全景图。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。
Claims (6)
1.一种4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)选取四部摄像机，将四部摄像机连接成一体，构成摄像机组；在同一平面内背向同一中心点相互垂直放置，拍摄方向与钻孔孔壁所在的圆柱面相互垂直；将摄像机组放入孔内；
(2)摄像机组沿孔壁纵向移动设定距离；
(3)钻孔视频摄像头移动过程中某一时刻同时提取4张单个图像文件；
(4)消除不同摄像机间的色差；
(5)分别将4张图像通过柱面坐标变换公式转化为孔壁信息的柱面投影图；
(6)进行图像配准；相邻摄像头间提取的图像的柱面投影图包含了相同的孔壁信息，根据图像间的特征进行横向拼接，就得到了某一时刻钻孔孔壁的360度横向拼接图；
(7)保存横向拼接图像；
(8)判断摄像机纵向移动是否完毕，摄像机纵向移动没有完毕，返回步骤(2)，摄像机纵向移动完毕执行步骤(9)；
(9)相邻图像纵向拼接；
(10)得到钻孔孔壁全景图；
柱面投影变换的核心是投影变换公式中K为柱面投影空间，I表示原始图像，I`是柱面投影图像，坐标原点O选为圆柱中心；
假定图像中心点就是光轴与图像平面的交点，现在要得到O点观察到的原始图像I，在柱面投影空间K上的柱面投影图像I`；
设柱面半径为r，投影角为θ，图像宽度为W，图像高度为H，得到柱面图像的宽度为2rsin(θ/2)，高度仍为H；
图像的像素坐标均以图像平面中的最左上角像素为坐标原点；
对原始图像I上的任意一点P(x，y)，在柱面投影图像I`上的对应点为P`(x`，y`)，对点P沿x-z平面和y-z的横截面，可得柱面投影变换公式：
x`＝r*sin(θ/2)+r*sin(arctan(x-W/2)/r)
y`＝H/2+r*(y-H/2)/k
其中：k＝sqrt(r*r+(W/2-x)(W/2-x))
r＝W/(2tan(θ/2)),
原始图像I经过柱面投影正变换得到柱面投影图像I`，I`可以用于图像间的配准和拼接；
图像配准包含两个方面：投影到柱面后，同一时刻对相邻方向上视频柱面投影图像进行配准；投影到柱面后，同一摄像机相邻时刻的视频帧间柱面投影图像进行配准；
图像灰度特征的图像配准方法，具体步骤如下：
(1)图像灰度投影法：首先将某部摄像机某一时刻的二维图像分别沿着X、Y轴做灰度投影，对应的投影曲线称为灰度投影特征曲线；
(2)对连续两帧图像或同一时刻相邻方向上的投影图像分别作灰度投影，得到两幅图像的灰度投影特征曲线，分析两条特征曲线间的相关性，即可得出两幅图像间的X、Y方向的位移量。
2.根据权利要求1所述的4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法，其特征在于：所述摄像机视角宽度大于90度。
3.根据权利要求1所述的4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法，其特征在于：所述四部摄像机的焦距相同。
4.根据权利要求1所述的4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法，其特征在于：4张图像进行几何校正、图像颜色校正，消除不同摄像机间的色差。
5.一种根据权利要求1-4其中任意一项所述的4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法的4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成装置，其特征在于：包括四路视频输入装置、图像预处理装置、柱面投影装置、图像配准装置以及图像拼接融合装置。
6.根据权利要求5所述的4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成装置，其特征在于：所述图像预处理装置包括图像几何校正装置、图像颜色校正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610323952.6A CN106023066B (zh) | 2016-05-16 | 2016-05-16 | 4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610323952.6A CN106023066B (zh) | 2016-05-16 | 2016-05-16 | 4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106023066A CN106023066A (zh) | 2016-10-12 |
| CN106023066B true CN106023066B (zh) | 2017-10-03 |
Family
ID=57098080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610323952.6A Active CN106023066B (zh) | 2016-05-16 | 2016-05-16 | 4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106023066B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112860926B (zh) * | 2021-01-29 | 2023-07-28 | 北京城建勘测设计研究院有限责任公司 | 应用于岩土工程勘察行业的图形叠加生成的方法 |
| CN113329149B (zh) * | 2021-05-10 | 2022-07-05 | 武汉大学 | 一种双相机钻孔孔壁全景成像探头、系统及其全景图像生成方法 |
| CN113506208B (zh) * | 2021-06-21 | 2023-07-14 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种前视钻孔可视化观测仪的环状图像平面展开方法 |
| CN114338975B (zh) * | 2021-12-13 | 2022-11-08 | 中国矿业大学 | 一种井下钻孔孔壁图像展布仪器及使用方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104811630A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-07-29 | 中国矿业大学(北京) | 一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE602006006559D1 (de) * | 2006-06-15 | 2009-06-10 | Schlumberger Technology Bv | Vorrichtung und Verfahren zur Darstellung von Bildern einer Bohrlochwand |
| CN105571639B (zh) * | 2015-12-23 | 2018-04-24 | 山东大学 | 一种用于岩溶地区干溶洞内部形态的内视装置及方法 |
-
2016
- 2016-05-16 CN CN201610323952.6A patent/CN106023066B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104811630A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-07-29 | 中国矿业大学(北京) | 一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 全孔壁图像采集和处理技术研究与应用;杨鹏;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20110315(第03期);全文 * |
| 基于OpenCV的钻孔内壁图像测量系统研究;张洋;《中国优秀所示学位论文全文数据库信息科技辑》;20130215(第02期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106023066A (zh) | 2016-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112894832B (zh) | 三维建模方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| WO2021120407A1 (zh) | 一种基于多对双目相机的视差图像拼接与可视化方法 | |
| CN103971375B (zh) | 一种基于图像拼接的全景凝视相机空间标定方法 | |
| CN106023066B (zh) | 4路钻孔孔壁视频的柱面全景图生成方法及装置 | |
| CN102243323B (zh) | 基于视频探测的岩质边坡稳定性分析方法 | |
| CN110827392B (zh) | 单目图像三维重建方法、系统及装置 | |
| CN102072725A (zh) | 一种基于激光点云和实景影像进行空间三维测量的方法 | |
| KR101759798B1 (ko) | 실내 2d 평면도의 생성 방법, 장치 및 시스템 | |
| CN106534670B (zh) | 一种基于固联鱼眼镜头摄像机组的全景视频生成方法 | |
| CN106340045B (zh) | 三维人脸重建中基于双目立体视觉的标定优化方法 | |
| CN111009030A (zh) | 一种多视高分辨率纹理图像与双目三维点云映射方法 | |
| Zhu et al. | Monocular 3D vehicle detection using uncalibrated traffic cameras through homography | |
| JP2004265396A (ja) | 映像生成システム及び映像生成方法 | |
| Perfetti et al. | Fisheye Photogrammetry to Survey Narrow Spaces in Architecture and a Hypogea Environment | |
| CN116883604A (zh) | 一种基于天、空、地影像的三维建模技术方法 | |
| JP2007322404A (ja) | 画像処理装置及びその処理方法 | |
| Pahwa et al. | Feature-less stitching of cylindrical tunnel | |
| US20230239574A1 (en) | Systems and methods for image capture | |
| Zhao et al. | An ORB-SLAM3 Autonomous Positioning and Orientation Approach using 360-degree Panoramic Video | |
| CN107806861A (zh) | 一种基于本质矩阵分解的倾斜影像相对定向方法 | |
| CA3179772A1 (en) | Systems and methods for image capture | |
| Barazzetti et al. | Stitching and processing gnomonic projections for close-range photogrammetry | |
| Liu et al. | 3d spherical panoramic epipolar line based on essential matrix | |
| Zhang et al. | A 3D urban scene reconstruction enhancement approach based on adaptive viewpoint selection of panoramic videos | |
| CN108731644B (zh) | 基于铅直辅助线的倾斜摄影测图方法及其系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |