CN110307806A - 一种基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法及检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法及检测设备；通过获取待测电缆的图像；进一步的，在图像中标注出电缆的走向；从而获得电缆图像的深度图，重建电缆3D模型；然后，在图像中再次标注出电缆的走向，计算出与标注的电缆走向曲线上的点最近的电缆模型的三维点；最后，计算新曲线上点的曲率作为电缆上点的曲率；通过三维重建电缆的三维模型，进一步标记电缆走向，更有效的对电缆做出区分，方便计算电缆的曲率，使曲率更加准确。

Description

一种基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法及检测设备
技术领域
本发明涉及电缆曲率的技术领域，特别涉及一种基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法及检测设备。
背景技术
目前，随着社会经济的不断发展，电力和信息的传输过程中需要尽量减少损耗，而损耗大多因为传输的媒介造成，电缆线路的弯曲情况对电力或者信息的传输有很大的影响，曲率过大甚至可能造成电力或者信息的传输中断等严重后果；受外界因素影响较多，测试误差较大。
发明内容
本发明为解决上述的一种或多种不足，提供一种基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法，包括以下步骤：
S1.获取待测电缆的图像；
S2.在图像中标注出电缆的走向；
S3.获得电缆图像的深度图，重建电缆3D模型；
S4.在图像中再次标注出电缆的走向，计算出与标注的电缆走向曲线上的点最近的电缆模型的三维点；
S5.计算新曲线上点的曲率作为电缆上点的曲率。
在上述方案中，通过获取待测电缆的图像；进一步的，在图像中标注出电缆的走向；从而获得电缆图像的深度图，重建电缆3D模型；然后，在图像中再次标注出电缆的走向，计算出与标注的电缆走向曲线上的点最近的电缆模型的三维点；最后，计算新曲线上点的曲率作为电缆上点的曲率；通过三维重建电缆的三维模型，进一步标记电缆走向，更有效的对电缆做出区分，方便计算电缆的曲率，使曲率更加准确。
优选的，所述的步骤S1具体为：找到待测电缆位置，使用双目摄像头拍摄待测电缆的图像。
优选的，所述的步骤S2具体为：在已获取的图像中，采用不同颜色线条依次画出所有电缆的走向.
优选的，所述的步骤S3具体为：
S31.采用双目摄像头的两个摄像头同时拍摄同一电缆场景，获取两幅图像，通过两幅图像的视差获取三维世界坐标中的深度信息；
S32.采用双目立体视觉三维重建系统，获取所测电缆的三维模型。
优选的，所述的双目立体视觉三维重建系统包括图像获取、摄像头标定、图像预处理和特征提取、立体匹配、三维数据的获取与显示的五个步骤。
优选的，所述的图像预处理具体为：对原始图像进行预处理，改善图像的视觉效果，使图像变得更有利于计算机的处理，便于特征的分析；
所述的图像特征提取具体为：使用sift特征提取图像特征；
所述的立体匹配具体为：对所提取的特征进行计算，建立特征之间的对应关系，将同一个空间物理点在不同图像中的映像点对应起来，完成立体匹配操作；
所述的三维数据的获取与显示具体为：通过对离散点三角网格化和OpenGL纹理贴图可恢复场景的三维模型。
优选的，所述的步骤S4具体如下：在图像中再次标注出电缆的走向，对比所画曲线和电缆模型三维点位置；计算三维点与标注的曲线上点的欧氏距离，求得欧氏距离最小的三维点。
优选的，所述的步骤S5具体为：对于所得欧氏距离最小的三维点，将它们连起来变成一条线，对于线上的每一点我们均计算主曲率，并使用该主曲率作为待测电缆的曲率，判断带侧电缆是否合格或者存在安全问题。
一种基于摄像头的电缆曲率检测设备，包括检测装置和智能终端；
所述的检测装置包括处理器模块、摄像头模块、DSP模块、显示模块、按键模块和通信模块；
所述的摄像头模块与DSP模块连接；
所述的DSP模块、显示模块、按键模块和通信模块均与处理器模块连接；
所述的智能终端通过通信模块与处理器模块连接。
在上述方案中，通过摄像头模块对电缆进行拍摄，摄像头模块通过DSP模块处理后将图片传送至处理器模块中，处理器通过显示模块显示图片信息，可通过按键模块和显示模块对图片进行标注，处理器模块通过标注后的图片进行处理并获取电缆曲率；同时可通过通信模块将相应的数据信息传输至智能终端进行显示，有效提高电缆曲率测量的准确率、设备操作简单。
优选的，所述的摄像头模块为双目摄像头。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在本方案中，基于双目立体视觉的，方便且较准确的得到电缆的深度信息，通过三维重建电缆的三维模型，进一步标记电缆走向，可更有效的对电缆做出区分，方便后续计算电缆的曲率，使曲率更加准确；通过通信模块将相应的数据信息传输至智能终端进行显示，有效提高电缆曲率测量的准确率、设备操作简单。
附图说明
图1是本发明一种基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法的流程示意图。
图2是本发明一种基于双目立体视觉的电缆曲率检测设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施说例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法，其流程示意图如图1所示：包括以下步骤：
S1.获取待测电缆的图像；
S2.在图像中标注出电缆的走向；
S3.获得电缆图像的深度图，重建电缆3D模型；
S4.在图像中再次标注出电缆的走向，计算出与标注的电缆走向曲线上的点最近的电缆模型的三维点；
S5.计算新曲线上点的曲率作为电缆上点的曲率。
在本实施例中，通过获取待测电缆的图像；进一步的，在图像中标注出电缆的走向；从而获得电缆图像的深度图，重建电缆3D模型；然后，在图像中再次标注出电缆的走向，计算出与标注的电缆走向曲线上的点最近的电缆模型的三维点；最后，计算新曲线上点的曲率作为电缆上点的曲率；通过三维重建电缆的三维模型，进一步标记电缆走向，更有效的对电缆做出区分，方便计算电缆的曲率，使曲率更加准确。
在本实施例中，步骤S1具体为：找到待测电缆位置，使用双目摄像头拍摄待测电缆的图像。
在本实施例中，步骤S2具体为：在已获取的图像中，采用不同颜色线条依次画出所有电缆的走向。
在本实施例中，步骤S3具体为：
S31.采用双目摄像头的两个摄像头同时拍摄同一电缆场景，获取两幅图像，通过两幅图像的视差获取三维世界坐标中的深度信息；
S32.采用双目立体视觉三维重建系统，获取所测电缆的三维模型。
在本实施例中，双目立体视觉三维重建系统包括图像获取、摄像头标定、图像预处理和特征提取、立体匹配、三维数据的获取与显示的五个步骤。
在本实施例中，图像预处理具体为：对原始图像进行预处理，改善图像的视觉效果，使图像变得更有利于计算机的处理，便于特征的分析；
所述的图像特征提取具体为：使用sift特征提取图像特征；
所述的立体匹配具体为：对所提取的特征进行计算，建立特征之间的对应关系，将同一个空间物理点在不同图像中的映像点对应起来，完成立体匹配操作；
所述的三维数据的获取与显示具体为：通过对离散点三角网格化和OpenGL纹理贴图可恢复场景的三维模型。
在本实施例中，步骤S4具体如下：在图像中再次标注出电缆的走向，对比所画曲线和电缆模型三维点位置；计算三维点与标注的曲线上点的欧氏距离，求得欧氏距离最小的三维点。
在本实施例中，步骤S5具体为：对于所得欧氏距离最小的三维点，将它们连起来变成一条线，对于线上的每一点我们均计算主曲率，并使用该主曲率作为待测电缆的曲率，判断带侧电缆是否合格或者存在安全问题。
一种基于摄像头的电缆曲率检测设备，其结构示意图如图2所示：包括检测装置和智能终端7；
所述的检测装置包括处理器模块1、摄像头模块2、DSP模块3、显示模块4、按键模块5和通信模块6；
所述的摄像头模块2与DSP模块3连接；
所述的DSP模块3、显示模块4、按键模块5和通信模块6均与处理器模块1连接；
所述的智能终端7通过通信模块6与处理器模块1连接。
在本实施例中，通过摄像头模块2对电缆进行拍摄，摄像头模块2通过DSP模块3处理后将图片传送至处理器模块1中，处理器通过显示模块4显示图片信息，可通过按键模块5和显示模块4对图片进行标注，处理器模块1通过标注后的图片进行处理并获取电缆曲率；同时可通过通信模块6将相应的数据信息传输至智能终端7进行显示，有效提高电缆曲率测量的准确率、设备操作简单。
在本实施例中，摄像头模块2为双目摄像头。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.获取待测电缆的图像；
S2.在图像中标注出电缆的走向；
S3.获得电缆图像的深度图，重建电缆3D模型；
S4.在图像中再次标注出电缆的走向，计算出与标注的电缆走向曲线上的点最近的电缆模型的三维点；
S5.计算新曲线上点的曲率作为电缆上点的曲率。
2.根据权利要求1所述的基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法，其特征在于：所述的步骤S1具体为：找到待测电缆位置，使用双目摄像头拍摄待测电缆的图像。
3.根据权利要求1所述的基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法，其特征在于：所述的步骤S2具体为：在已获取的图像中，采用不同颜色线条依次画出所有电缆的走向。
4.根据权利要去1所述的基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法，其特征在于：所述的步骤S3具体为：
S31.采用双目摄像头的两个摄像头同时拍摄同一电缆场景，获取两幅图像，通过两幅图像的视差获取三维世界坐标中的深度信息；
S32.采用双目立体视觉三维重建系统，获取所测电缆的三维模型。
5.根据权利要求4所述的基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法，其特征在于：所述的双目立体视觉三维重建系统包括图像获取、摄像头标定、图像预处理和特征提取、立体匹配、三维数据的获取与显示的五个步骤。
6.根据权利要求5所述的基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法，其特征在于：所述的图像预处理具体为：对原始图像进行预处理，改善图像的视觉效果，使图像变得更有利于计算机的处理，便于特征的分析；
所述的图像特征提取具体为：使用sift特征提取图像特征；
所述的立体匹配具体为：对所提取的特征进行计算，建立特征之间的对应关系，将同一个空间物理点在不同图像中的映像点对应起来，完成立体匹配操作；
所述的三维数据的获取与显示具体为：通过对离散点三角网格化和OpenGL纹理贴图可恢复场景的三维模型。
7.根据权利要求1所述的基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法，其特征在于：所述的步骤S4具体如下：在图像中再次标注出电缆的走向，对比所画曲线和电缆模型三维点位置；计算三维点与标注的曲线上点的欧氏距离，求得欧氏距离最小的三维点。
8.根据权利要求1或7所述的基于双目立体视觉的电缆曲率计算方法，其特征在于：所述的步骤S5具体为：对于所得欧氏距离最小的三维点，将它们连起来变成一条线，对于线上的每一点我们均计算主曲率，并使用该主曲率作为待测电缆的曲率，判断带侧电缆是否合格或者存在安全问题。
9.一种基于双目立体视觉的电缆曲率检测设备，其特征在于：包括检测装置和智能终端；
所述的检测装置包括处理器模块、摄像头模块、DSP模块、显示模块、按键模块和通信模块；
所述的摄像头模块与DSP模块连接；
所述的DSP模块、显示模块、按键模块和通信模块均与处理器模块连接；
所述的智能终端通过通信模块与处理器模块连接。
10.一种基于双目立体视觉的电缆曲率检测设备，其特征在于：所述的摄像头模块为双目摄像头。
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