CN110375662A - 基于机器视觉的混凝土布料机布料厚度测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于机器视觉的混凝土布料机布料厚度测量装置及方法，所述装置包括：两个相机、相机支架、计算机；相机固定在相机支架上，用于采集混凝土布料机布料图像信息；相机支架固定在布料机料斗后方，且随料斗实时移动，能够实时采集混凝土布料信息的图像；相机通过通信线与计算机相连，并通过通信线与计算机进行数据传输。所述方法包括：获取通过双目相机采集的左、右图像；对左、右图像进行图像预处理；将左、右图像进行立体匹配，并获取对应的图像视差信息；根据图像视差信息计算混凝土布料厚度。通过机器视觉实现实时对混凝土布料机布料厚度的大范围、连续、高精度测量，能够取得较高的检测效率和精度。

Description

基于机器视觉的混凝土布料机布料厚度测量装置及方法

技术领域

本申请属于厚度测量技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的混凝土布料机布料厚度测量装置及方法。

背景技术

21世纪以来，预制装配建筑技术得到了飞速的发展。混凝土预制构件是装配式建筑的主要组成部分，其质量直接影响着装配式建筑的质量。

目前，预制混凝土构件布料厚度测量普遍采用人工测量、激光测距等。人工测量效率低，测量过程中受人为因素影响较大。激光测距虽然具有精度高、非接触的特点，但是只能进行单点厚度测量。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于机器视觉的混凝土布料机布料厚度测量装置及方法，以解决目前混凝土布料厚度测量中存在的检测效率低、检测精度低或不能连续测量等问题。

本申请实施例提供了一种混凝土布料机布料厚度测量装置，包括：两个相机、相机支架、通信线、计算机；所述相机支架固定在所测布料机料斗后方固定位置，用于固定所述相机。所述相机固定在所述相机支架上，用于采集所述混凝土布料机的布料图像，并将所述混凝土布料机的布料图像通过所述通信线发送给所述计算机。

具体的，所述相机通过螺丝与相机支架相连接，且相机可以在相机支架上水平移动。所述通信线一端连接相机通信接口，另一端连接所述计算机通信接口，用于所述相机与所述的计算机进行数据传输。所述相机通过电源适配器供电。

具体的，所述通信接口的类型为千兆以太网通信接口。

本申请实施例提供了一种混凝土布料厚度测量方法，适用于如第一方向或第一方面任一实施方式所述的基于机器视觉的混凝土布料机布料厚度测量装置，包括：

步骤S100：获取通过双目相机采集的第一左图像和第一右图像，第一左图像、第一右图像均包含由混凝土预制制成的检测对象；

步骤S101：对第一左图像和第一右图像进行图像预处理；

步骤S102：对第一左图像和第一右图像进行特征检测和特征描述；

步骤S103：将第一左图像和第一右图像进行图像匹配，并获取对应的图像匹配点视差信息；

步骤S104：根据图像匹配点视差信息计算检测对象的混凝土布料厚度。

本发明实施例提供的混凝土布料机布料厚度测量装置与方法与现有技术相比存在的有益效果在于：该系统，通过固定在料斗后方固定位置的两个相机，采集混凝土布料图像信息，并且通过通信线传输到计算机上对图像信息进行处理，实现了布料后混凝土构件厚度的大范围、连续、高精度测量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的混凝土布料厚度测量装置的结构示意图；

图2是本发明的混凝土布料厚度测量方法的流程图；

附图标记：相机1,相机2,通信线3，通信线4，料斗5，计算机,6，相机支架7。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

本申请实施例提供了一种混凝土布料厚度测量装置，如图1所示，该混凝土布料厚度测量装置，由两个相机、相机支架、计算机、通信线等组成。

所述相机1通过通信线3与所述计算机6相连，并通过通信线3与所述的计算机6进行数据传输；所述相机2通过通信线4与所述计算机6相连，并通过通信线4与所述的计算机6进行数据传输。

每个所述相机固定在所述相机支架7上，用于采集所述混凝土布料机布料厚度图像信息，且相机可以在相机支架上水平移动。

所述相机支架7固定在所述布料机料斗5后方，且随料斗5实时移动，能够实时采集布料后的图像信息。

安装完成后，调节两相机安装距离及相机角度，使左右相机拍摄视野均能包含被测物。调节完成后通过张正友棋盘标定法对双目相机进行双目标定，获得双目相机内参数和外参数，建立起视觉测量模型后只需进行一次标定。

图2是本申请实施例提供的混凝土方法的一个具体示例的实现流程示意图，包括以下步骤：

步骤S100：获取通过双目相机采集的第一左图像和第一右图像，第一左图像、第一右图像均包含由混凝土预制的检测对象。

步骤S101：对第一左图像和第一右图像进行图像预处理。

具体的，通过双目相机标定参数对双目相机中左目采集的图像和右目采集的图像进行校正，从而实现双目相机中左目采集的图像和右目采集的图像严格地行对应，使得第一左图像和第一右图像的对极线恰好在同一水平线上。

步骤S102：对第一左图像和第一右图像进行特征检测和特征描述。

具体的，本实例中采用ORB算法强制对第一左图像和第一右图像所有像素点进行特征检测和特征描述。

步骤S103：将第一左图像和第一右图像进行图像匹配，并获取对应的图像匹配点视差信息。

具体的，鼠标点击第一左图像中一点即为目标特征点；根据第一左图像中目标特征点特征描述子从第一右图像中筛选最佳匹配点，并获取对应的图像匹配点视差信息。

在一具体实施方式中，可以根据预设的长度阈值，在第一右图像中，确定第一左图像中点(x,y)的第一预匹配窗口滑动范围。第一左图像中点(x,y)属于目标特征点。

根据预设的滑动窗口和第一预匹配窗口滑动范围，在第一右图像中筛选与第一左图像中点(x,y)对应的第一预匹配点。

根据第一预匹配点的坐标和预设的长度阈值，在第一左图像中，确定所述第一右图像中第一预匹配点的第二预匹配窗口滑动范围。

根据预设的滑动窗口和第二预匹配窗口滑动范围，在第一左图像中筛选与第一右图像中第一预匹配点对应的第一最佳预匹配点。

当第一最佳预匹配点与所述第一左图像中目标点(x,y)的横坐标差值小于或等于预设的距离阈值时，确定第一右图像中第一预匹配点为所述第一左图像中点(x,y)对应的最佳匹配点。在确定第一左图像中点(x,y)对应的最佳匹配点后，根据最佳匹配点的坐标计算对应的图像匹配点视差信息。

当第一最佳预匹配点与第一左图像中目标点(x,y)的横坐标差值大于预设的距离阈值时，确定第一左图像中点(x,y)匹配失败，需重新选择目标点进行匹配。

步骤S104：根据图像匹配点视差信息计算检测对象的混凝土布料厚度。

在一具体实施方式中，可以通过公式(1)计算检测对象的混凝土布料厚度：

其中，h为检测对象的混凝土布料厚度；z₀为布料机未布料时所测厚度；f为第一双目相机，b为第一双目相机的光圈中心和第二双目相机的光圈中心之间的距离，d为根据最佳匹配点的坐标计算得到的图像匹配点视差信息。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于机器视觉的混凝土布料机布料厚度测量装置，其特征在于，包括：两个相机、相机支架、通信线、计算机；

所述相机支架固定在所测布料机料斗后方固定位置，用于固定所述相机。

所述相机固定在所述相机支架上，用于采集所述混凝土布料机的布料图像，并将所述混凝土布料机的布料图像通过通信线发送给所述计算机。

2.如权利要求1所述的基于机器视觉的混凝土布料机布料厚度测量装置，其特征在于，所述相机通过螺丝与所述相机支架相连接，且所述相机可以在所述相机支架上水平移动；

所述通信线的一端连接所述相机的通信接口，所述通信线的另一端连接所述计算机的通信接口，用于所述相机与所述的计算机进行数据传输；

所述相机通过电源适配器供电。

3.如权利要求2所述的基于机器视觉的混凝土布料机布料厚度测量装置，其特征在于，所述相机的通信接口和所述计算机的通信接口均为千兆以太网通信接口。

4.一种混凝土布料厚度测量方法，适用于如权利要求1至3中任一项所述的基于机器视觉的混凝土布料机布料厚度测量装置，其特征在于，包括：

步骤S100：获取通过双目相机采集的第一左图像和第一右图像，第一左图像、第一右图像均包含由混凝土预制制成的检测对象；

步骤S101：对第一左图像和第一右图像进行图像预处理；

步骤S102：对第一左图像和第一右图像进行特征检测和特征描述；

步骤S103：将第一左图像和第一右图像进行图像匹配，并获取对应的图像匹配点视差信息；

步骤S104：根据图像匹配点视差信息计算检测对象的混凝土布料厚度。