CN110022440B - 一种辅助相机集群的参数控制方法 - Google Patents

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Yunnan Trading And Investment Group Investment Co ltd
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Abstract

本发明公开一种辅助相机集群的参数控制方法，目的为了寻找更为有效的隧道检测图像采集的实现方案，其包括如下步骤：确认相机Bi的镜头焦距f；确定相机曝光时间T；确认光源功率转化值P；确认光圈转化值A；基于所述镜头焦距f、曝光时间T、光源功率转化值P以及光圈转化值A采集图像。本发明一种辅助相机集群的参数控制方法通过确定用于图像采集镜头焦距、曝光时间、光源功率转化值以及光圈转化值进而保证图像成像完整，在一定程度上方便隧道检测。

Description

一种辅助相机集群的参数控制方法
技术领域
本发明涉及隧道检测领域，具体而言，本发明涉及一种辅助相机集群的参数控制方法。
背景技术
隧道工程已广泛在全国各地展开，是一项基本工程技术，但是可能出现衬砌开裂、管片裂缝、错台、隧道渗漏等问题，并且还可能出现周围土体空洞、地铁隧道整体沉降等问题，对隧道的使用存在安全隐患。因此，快速有效地检测出隧道裂缝是保证隧道运行安全的重要环节。
图像采集是隧道检测车视觉检测系统的关键一步，采集到的图片成像质量越高，对于后期的图像处理就越有利。通常来说，一张高质量的图像应该包括两个维度，一个是图像清晰，另一个是亮度适中。
图像是否清晰主要由焦距、分辨率、曝光时间三个参数来控制，只有采用适合拍摄视野的分辨率和适合工作距离的焦距才能保证图像成像完整，而曝光时间与物体运动速度的相对大小则决定了图像是否会产生拖影。
对于亮度适中这个要求，也就是期望相机达到合适的曝光量，这与光源功率、曝光时间、光圈大小、工作距离四个拍摄参数相关，四个因素之间相互影响，只有找到合适的组合才能达到最佳曝光量。
发明内容
为了寻找更为有效的隧道检测图像采集的实现方案，本发明提供了一种辅助相机集群的参数控制方法，其包括如下步骤：
步骤S1：以隧道的地面为x轴，以隧道的高为y轴构建的平面直角坐标系并基于所述平面直角坐标系确认相机Bi的镜头焦距f，所述镜头焦距f计算公式如下：
Figure GDA0002899455110000021
式中，Di为相机Bi的工作距离，其计算方式如下：
Figure GDA0002899455110000022
Ai为相机的直射点，坐标为(Aix，Aiy)；Bi为相机位置，坐标为(Bix，Biy)；lH为相机感光芯片靶面尺寸的水平方向长；lV为相机感光芯片靶面尺寸的竖直方向高；H为拍摄范围的水平方向长；V为拍摄范围的竖直方向高；
步骤S2：获取预设的感光芯片上的光学像在曝光时间T内移动的位置不超过预置s个单位像素中的s值并基于s值确定相机曝光时间T，所述曝光时间T满足：
Figure GDA0002899455110000023
其中，μ为单位像素边长尺寸，vp为物体运动速度；
步骤S3：获取光源功率转化值P与所述曝光时间T的预设关系曲线，并基于所述预设关系曲线确认光源功率转化值P；
步骤S4：读取工作距离D与光圈转化值A的预置关系曲线，并基于所述预置关系曲线确认光圈转化值A；
步骤S5：基于步骤S1—S4确认的所述镜头焦距f、曝光时间T、光源功率转化值P以及光圈转化值A采集图像。
优选地，所述s值为1，所述曝光时间T满足：
Figure GDA0002899455110000024
优选地，所述预设关系曲线为：
P＝38509×T-1.089
式中，P为光源功率转化值，T为曝光时间，单位为μs。
优选地，所述预置关系曲线为：
A＝-1.1852D3+12.841D2-34.474D+103.15
式中，A为光圈转化值，D为工作距离，单位为m。
与现有技术相比，本发明一种辅助相机集群的参数控制方法具有如下有益效果：
本发明一种辅助相机集群的参数控制方法通过确定用于图像采集镜头焦距、曝光时间、光源功率转化值以及光圈转化值进而保证图像成像完整，在一定程度上方便隧道检测。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例一种辅助相机集群的参数控制方法中构建平面直角坐标的示意图；
图2为本发明实施例一种辅助相机集群的参数控制方法中工作距离示意图；
图3为本发明实施例一种辅助相机集群的参数控制方法中相机成像原理示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
请参阅图1-图3，本发明实施例一种辅助相机集群的参数控制方法，其包括如下步骤：
步骤S1：以隧道的地面为x轴，以隧道的高为y轴构建的平面直角坐标系并基于所述平面直角坐标系确认相机Bi的镜头焦距f，所述镜头焦距f计算公式如下：
Figure GDA0002899455110000041
式中，Di为相机Bi的工作距离，其计算方式如下：
Figure GDA0002899455110000042
Ai为相机的直射点，坐标为(Aix，Aiy)；Bi为相机位置，坐标为(Bix，Biy)；lH为相机感光芯片靶面尺寸的水平方向长；lV为相机感光芯片靶面尺寸的竖直方向高；H为拍摄范围的水平方向长；V为拍摄范围的竖直方向高。
如图1-2所示，B1、B2……Bn为辅助相机集群中的相机位置，A1、A2……An为与相机位置B1、相机位置B2……相机位置Bn对应的相机的直射点。同时，示例地，直射点A1与相机位置B1的直射线A1B1则为相机位置B1的工作距离D1。同理可得，直射线A2B2则为相机位置B2的工作距离D2。
步骤S2：获取预设的感光芯片上的光学像在曝光时间T内移动的位置不超过预置s个单位像素中的s值并基于s值确定相机曝光时间T，所述曝光时间T满足：
Figure GDA0002899455110000043
其中，μ为单位像素边长尺寸，vp为物体运动速度。
在一些实施方式中，s值为1，则曝光时间T满足：
Figure GDA0002899455110000044
步骤S3：获取光源功率转化值P与所述曝光时间T的预设关系曲线，并基于所述预设关系曲线确认光源功率转化值P。
在一些实施方式中，预设关系曲线为：
P＝38509×T-1.089
式中，P为光源功率转化值，T为曝光时间，单位为μs。
步骤S4：读取工作距离D与光圈转化值A的预置关系曲线，并基于所述预置关系曲线确认光圈转化值A。
在一些实施方式中，预置关系曲线为：
A＝-1.1852D3+12.841D2-34.474D+103.15
式中，A为光圈转化值，D为工作距离，单位为m。
步骤S5：基于步骤S1—S4确认的所述镜头焦距f、曝光时间T、光源功率转化值P以及光圈转化值A采集图像。
这样，通过确定合适的镜头焦距f、曝光时间T、光源功率转化值P以及光圈转化值A就可以达到最佳曝光量，进而保证图像成像完整，在一定程度上方便隧道检测。
与现有技术相比，本发明实施例一种辅助相机集群的参数控制方法具有如下有益效果：
本发明实施例一种辅助相机集群的参数控制方法通过确定用于图像采集镜头焦距f、曝光时间T、光源功率转化值P以及光圈转化值A进而保证图像成像完整，在一定程度上方便隧道检测。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种辅助相机集群的参数控制方法，其特征在于，所述辅助相机集群的参数控制方法包括如下步骤：
步骤S1：以隧道的地面为x轴，以隧道的高为y轴构建的平面直角坐标系并基于所述平面直角坐标系确认相机Bi的镜头焦距f，所述镜头焦距f计算公式如下：
Figure FDA0002899455100000011
式中，Di为相机Bi的工作距离，其计算方式如下：
Figure FDA0002899455100000012
Ai为相机的直射点，坐标为(Aix，Aiy)；Bi为相机位置，坐标为(Bix，Biy)；lH为相机感光芯片靶面尺寸的水平方向长；lV为相机感光芯片靶面尺寸的竖直方向高；H为拍摄范围的水平方向长；V为拍摄范围的竖直方向高；
步骤S2：获取预设的感光芯片上的光学像在曝光时间T内移动的位置不超过预置s个单位像素中的s值并基于s值确定相机曝光时间T，所述曝光时间T满足：
Figure FDA0002899455100000013
其中，μ为单位像素边长尺寸，vp为物体运动速度；
步骤S3：获取光源功率转化值P与所述曝光时间T的预设关系曲线，并基于所述预设关系曲线确认光源功率转化值P；
步骤S4：读取工作距离D与光圈转化值A的预置关系曲线，并基于所述预置关系曲线确认光圈转化值A；
步骤S5：基于步骤S1—S4确认的所述镜头焦距f、曝光时间T、光源功率转化值P以及光圈转化值A采集图像。
2.如权利要求1所述的辅助相机集群的参数控制方法，其特征在于，所述s值为1，所述曝光时间T满足：
Figure FDA0002899455100000021
3.如权利要求1所述的辅助相机集群的参数控制方法，其特征在于，所述预设关系曲线为：
P＝38509×T-1.089
式中，P为光源功率转化值，T为曝光时间，单位为μs。
4.如权利要求1所述的辅助相机集群的参数控制方法，其特征在于，所述预置关系曲线为：
A＝-1.1852D3+12.841D2-34.474D+103.15
式中，A为光圈转化值，D为工作距离，单位为m。
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