CN115541611B - 混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法及装置 - Google Patents

混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法及装置，包括单相机室内检校；采集平台旋转云台定向参数检校，在相机主光轴近似垂直于墙体表面的位置利用相机拍摄检校标尺，在近似垂直位置微调旋转云台，在每个调整后的位置利用相机拍摄检校标尺，根据图像上检校标尺长度确定相机主光轴是否垂直于墙体表面，并确定旋转云台定向参数；机械控制平台伸缩杆件参数检校，调整机械控制平台伸缩杆件控制相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离，利用相机拍摄检校标尺，根据检校标尺长度确定拍摄距离是否调整正确，并确定伸缩杆件参数；双相机间距检校，机械控制平台旋转编码器参数检校。

Description

混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法及装置
技术领域
本发明属于数字摄影测量领域，尤其涉及凝土墙体外观缺陷图像采集系统参数检校方法及装置。
背景技术
混凝土建筑物随着使用时间增长，在自然外力因素或者人为因素的作用下，其表面会出现一些缺陷(如裂缝、锈蚀等)。对于特殊用途的建筑物，一旦其表面出现严重缺陷，可能会导致嵌在墙体内的钢筋锈蚀，无法达到设定的承载能力，极有可能导致建筑物的坍塌等事故。为了确保建筑物的安全使用，需要对其表面缺陷进行检测，目前采用的最有效方法是采集混凝土墙面图像，对各类缺陷进行识别和提取。
图像采集系统通常由图像采集设备、机械控制设备等部分组成，但组成系统的各部分通常为非专业测量设备，在组成图像采集系统时需对各组成部分各项参数进行检校，才能实现系统的测量功能。
常见的图像采集系统通常由双相机、图像采集平台、机械控制平台等组成，图像采集过程一般是由机械控制平台在建筑物顶部控制安装在图像采集平台的双相机，按从上到下、从左到右的顺序分列采集墙面图像。在采集图像前，相机距墙面距离、双相机间距、机械控制平台旋转编码器、图像采集重叠度等参数均需要进行检校。混凝土墙体外观缺陷图像采集系统参数检校方法的难点及存在的问题主要在于：
(1)图像采集系统的组成方式有多种，目前没有相应规范或成熟的参数检校方法可直接参考使用；
(2)由于组成系统的各部分设备为非专业测量装置，因此系统的各项参数如旋转编码器的参数、双相机主光轴方向等，没有统一的参数检校方法，具体方法需根据实际使用需求确定；
(3)目前通常采用的检校方法为人工简易测量，这种测量方式会受到测量人员手工测量误差、测量方法熟练程度、专业知识掌握程度等方面因素的影响，可能导致最后的参数检校结果精度较差，直接对后续图像处理结果造成影响。如，双相机主光轴方向是否垂直于目标墙体表面，通常采用目视方法确定，无法准确安置相机姿态确保正直摄影。
发明内容
本发明提出了一种针对混凝土墙体外观缺陷的图像采集系统参数检校方案，以解决上述背景技术中存在的难点及问题，获取的检校参数可满足图像采集系统拍摄精度需求。
本发明的技术方案提供一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法，所述混凝土墙体外观图像采集系统由采集平台、机械控制平台和控制终端组成，包括以下步骤，
步骤1，单相机室内检校，包括获取镜头畸变系数及相机主距；
步骤2，采集平台旋转云台定向参数检校，包括单反相机与图像采集平台组装并置平图像采集平台，布设检校标尺，在相机主光轴近似垂直于墙体表面的位置利用相机拍摄检校标尺，在近似垂直位置微调旋转云台，在每个调整后的位置利用相机拍摄检校标尺，根据图像上检校标尺长度确定相机主光轴是否垂直于墙体表面，并确定旋转云台定向参数；
步骤3，机械控制平台伸缩杆件参数检校，包括根据图像采集精度计算实际拍摄距离，调整机械控制平台伸缩杆件控制相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离，利用相机拍摄检校标尺，根据检校标尺长度确定拍摄距离是否调整正确，并确定伸缩杆件参数；
步骤4，双相机间距检校，包括利用双相机拍摄墙体图像并检测水平重叠度，根据检测结果确定双相机间距；
步骤5，机械控制平台旋转编码器参数检校，包括调整旋转编码器参数控制吊索收放，在竖直方向相邻位置拍摄墙体照片并检测重叠度，根据检测结果确定旋转编码器参数。
而且，步骤2的实现方式为，将两台单反相机分别通过连接滑块固定在图像采集平台滑道上左右排列，并置平图像采集平台；确定相机主光轴垂直于墙体表面，实现方式如下，
调整相机底部旋转云台角度使相机主光轴方向近似垂直于墙体表面，并将此时旋转云台定向参数设定为0；在墙体上安置一根检校标尺，设定旋转云台旋转范围和旋转步进值，在每一旋转位置上拍摄检校标尺图像，通过对比所有图像上标尺长度，将图像上标尺长度最长的图像对应的旋转云台位置确定为主光轴方向垂直于墙体表面，将旋转云台再次旋转至此位置后将旋转云台定向参数设定为0。
而且，步骤3的实现方式为，机械控制平台伸缩杆件参数检校只需利用一台相机，根据精度需求确定实际拍摄距离，设精度需求为图像上1pixel对应物方长度为d mm，相机CMOS长度尺寸中长为w、宽为h，相机CMOS像素尺寸长为m、宽为n，相机主距为f0，则实际拍摄距离DCW表示为，
在实际拍摄距离为DCW时图像中标尺长度lT为，
将机械控制平台伸缩杆件伸长长度调整为DCW，使相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离DCW，将伸缩杆件定位参数设定为0；设置伸缩杆件伸缩范围和伸缩步进值，在每一步进位置上拍摄检校标尺图像，对比所有图像上检校标尺长度，设Tl为检校标尺长度阈值，当图像上检校标尺长度/>与lT满足：
所述图像对应的伸缩杆件位置即为实际拍摄距离，将伸缩杆件再次调整至所述位置后将伸缩杆件定位参数设定为0。
而且，步骤4的实现方式为，设定双相机拍摄图像的水平方向重叠度，利用双相机拍摄目标墙体图像，采用特征匹配方式检测左右图像水平方向重叠度，根据重叠度检测结果调整双相机间距。
而且，步骤5的实现方式为，设定相机拍摄图像的竖直方向重叠度，调整机械控制平台旋转编码器参数控制吊索收放，进而调整图像采集平台在竖直方向上的位置，在相邻位置利用相机拍照，采用特征匹配方式检测上下图像竖直方向重叠度，根据重叠度检测结果确定旋转编码器每次收放吊索的参数。
另一方面，本发明还提供一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校装置，用于实现如上所述的一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法。
而且，包括以下模块，
第一模块，用于单相机室内检校，包括获取镜头畸变系数及相机主距；
第二模块，用于采集平台旋转云台定向参数检校，包括单反相机与图像采集平台组装并置平图像采集平台，布设检校标尺，在相机主光轴近似垂直于墙体表面的位置利用相机拍摄检校标尺，在近似垂直位置微调旋转云台，在每个调整后的位置利用相机拍摄检校标尺，根据图像上检校标尺长度确定相机主光轴是否垂直于墙体表面，并确定旋转云台定向参数；
第三模块，用于机械控制平台伸缩杆件参数检校，包括根据图像采集精度计算实际拍摄距离，调整机械控制平台伸缩杆件控制相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离，利用相机拍摄检校标尺，根据检校标尺长度确定拍摄距离是否调整正确，并确定伸缩杆件参数；
第四模块，用于双相机间距检校，包括利用双相机拍摄墙体图像并检测水平重叠度，根据检测结果确定双相机间距；
第五模块，用于机械控制平台旋转编码器参数检校，包括调整旋转编码器参数控制吊索收放，在竖直方向相邻位置拍摄墙体照片并检测重叠度，根据检测结果确定旋转编码器参数。
或者，包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，处理器用于调用存储器中的存储指令执行如上所述的一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法。
或者，包括可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时，实现如上所述的一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法。
本发明提出的一种针对混凝土墙体外观缺陷的图像采集系统参数检校方案，有益效果在于：解决了混凝土墙体外观缺陷图像采集系统各组成部分的非量测设备的参数检校问题；并且改善了现有人工简易检校方法，为图像采集系统提供了精确检校参数。本发明技术方案适用于各类由单反相机、连接滑块、旋转云台、图像采集平台、机械控制平台、伸缩杆件、旋转编码器及升降吊索组成的图像采集设备的系统参数检校，特别适合应用于混凝土墙体外观缺陷高精度摄影测量任务中图像采集系统的参数检校。
附图说明
图1为本发明实施例的混凝土墙体外观图像采集系统组成示意图。
图2为本发明实施例的混凝土墙体外观图像采集系统采集平台示意图。
图3为本发明实施例的水平方向上图像采集系统参数示意图。
图4为本发明实施例的竖直方向上图像采集系统参数示意图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，实施例采用的混凝土墙体外观图像采集系统由采集平台、机械控制平台和控制终端组成。
如图1所示，所述机械控制平台包括移动小车、伸缩杆件、旋转编码器及吊索。所述移动小车可在墙体顶部轨道上移动，所述伸缩杆件安装在所述移动小车上，所述旋转编码器安装在所述伸缩杆件前端，所述吊索由所述移动小车上的自动卷线盘控制，吊索收放长度由所述旋转编码器旋转参数控制。所述移动小车在墙体顶部轨道上的移动、所述伸缩杆件长度调整、所述旋转编码器旋转由控制终端控制。机械控制平台的吊索连接采集平台。
如图2所示，所述采集平台包括两台单反相机、旋转云台及连接滑块。所述单反相机底部连接旋转云台，所述旋转云台下方安装所述连接滑块，所述两台单反相机分别由所述连接滑块固定在采集平台的滑道上。所述两台单反相机拍摄图像、所述旋转云台角度调整、所述连接滑块在所述采集平台的滑道上的移动由控制终端控制。具体实施时，可以采用专用的远程控制终端，也可以用户采用智能手机安装相应软件app作为控制终端。
所述单反相机建议CMOS 3600万像素以上，实施例优选采用型号为Nikon D800E，优选镜头型号为Nikkor 28mm f/2.8D；
实施例优选相机CMOS长度尺寸为：长w＝36mm，宽h＝24mm，相机CMOS像素尺寸为：长m＝7360pixel，n＝4912pixel；
实施例中图像精度需求为图像上1pixel对应物方长度为d＝0.16mm；
本发明实施例提供的混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法包括：单相机室内检校、采集平台旋转云台定向参数检校、机械控制平台伸缩杆件参数检校、双相机间距检校、机械控制平台旋转编码器检校等步骤。即进行单相机室内检校，获取镜头畸变系数及相机主距；旋转云台定向参数检校，在相机主光轴近似垂直于墙体表面的位置及微调旋转云台后的位置拍摄检校标尺，根据图像上检校标尺长度确定旋转云台定向参数；伸缩杆件参数检校，根据实际拍摄距离设定伸缩杆件参数初值，调整伸缩杆件参数并拍摄检校标尺后，根据图像上检校标尺长度确定伸缩杆件参数；双相机间距检校，利用双相机拍摄墙体图像并检测水平重叠度，根据检测结果确定双相机间距；旋转编码器参数检校，调整旋转编码器参数控制吊索收放，在竖直方向相邻位置拍摄墙体照片并检测重叠度，根据检测结果确定旋转编码器参数。
其中，采集平台旋转云台定向参数检校、机械控制平台伸缩杆件参数检校步骤根据混凝土墙体外观图像采集系统需求设置实现，其他步骤可参考现有技术实现。以下提供实施例的具体方法流程，以供实施参考：
步骤1，单相机室内检校：包括二维标定板布设、相机镜头内参检校，标定结果用于对后续拍摄图像进行畸变纠正，及提供两台单反机主距f0左、f0右。
检校内容主要涉及解算相机主距和镜头畸变系数，主距用于计算实际拍摄距离，镜头畸变参数用于纠正后续拍摄的图像。利用单反相机获取墙体物外观图像时，拍摄距离通常在1m左右，因此在室内检校时，拍摄二维标定板的距离设定为1m。将二维标定板安置于室内墙壁上，在距离墙壁1m处分别用两台单反相机以不同角度拍摄二维标定板，并按照常规内参标定流程完成相机的内参标定，得到两台相机的主距及镜头畸变系数。检校结果：左相机主距f0左＝28.12mm，f0右＝28.12mm。
步骤2，采集平台旋转云台定向参数检校：包括单反相机与图像采集平台组装并置平图像采集平台，布设检校标尺，在相机主光轴近似垂直于墙体表面的位置利用相机拍摄检校标尺，在近似垂直位置微调旋转云台，在每个调整后的位置利用相机拍摄检校标尺，根据图像上检校标尺长度确定相机主光轴是否垂直于墙体表面，并确定旋转云台定向参数。
本发明进一步提出，步骤2的实现方式为，将两台单反相机分别通过连接滑块固定在图像采集平台滑道上左右排列，并置平图像采集平台。以左相机为例，调整相机底部旋转云台角度使相机主光轴方向近似垂直于墙体表面，并将此时旋转云台定向参数设定为0。在墙体上安置一根检校标尺，设定旋转云台旋转范围为[-s左°～++s左°]，旋转步进值为s0左°，在每一旋转位置上拍摄检校标尺图像，通过对比所有图像上标尺长度，将图像上标尺长度最长的图像对应的旋转云台位置确定为主光轴方向垂直于墙体表面，将旋转云台再次旋转至此位置后将旋转云台定向参数设定为0。右相机底部的旋转云台定向参数确定方法与左相机相同。
实施例中，将两台单反相机分别通过连接滑块固定在图像采集平台滑道上左右排列，并置平图像采集平台。左右两台单反相机底部的旋转云台定向参数确定方法相同，实施例中以左相机为例进行说明。利用云台控制软件调整相机底部旋转云台角度使相机主光轴方向近似垂直于墙体表面，云台控制软件中将云台定向参数设定为0。在墙体上安置一根2m长的检校标尺，云台控制软件中设定云台旋转范围参数s左＝0.1，旋转步进参数为s0左＝0.01，则旋转云台旋转范围为[-0.1°～+0.1°]、旋转步进值为0.01°。利用云台控制软件控制云台旋转，在每一旋转位置上拍摄检校标尺图像。通过对比所有图像上标尺长度，将图像上标尺长度最长的图像对应的旋转云台位置确定为主光轴方向垂直于墙体表面，将旋转云台再次旋转至此位置后将旋转平台角度定向参数设定为0。右相机底部的旋转云台定向参数确定方法参照左相机操作。
步骤3，机械控制平台伸缩杆件参数检校：包括根据图像采集精度计算实际拍摄距离，调整机械控制平台伸缩杆件控制相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离，利用相机拍摄检校标尺，根据检校标尺长度确定拍摄距离是否调整正确，并确定伸缩杆件参数。
本发明进一步提出，步骤3的实现方式为，机械控制平台伸缩杆件参数检校只利用一台相机即可。以左相机为例，根据精度需求确定实际拍摄距离，设精度需求为图像上1pixel对应物方长度为d mm，相机CMOS长度尺寸(mm)为：w(长)×h(宽)，相机CMOS像素尺寸(pixel)为：m(长)×n(宽)，相机主距为f0左，则实际拍摄距离DCW可表示为：
在实际拍摄距离为DCW时图像中标尺长度lT为：
将机械控制平台伸缩杆件伸长长度调整为DCW，使相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离DCW，将伸缩杆件定位参数设定为0。将伸缩杆件伸缩范围设定为[-lS mm～+lSmm]，伸缩步进值为l0 mm，在每一步进位置上拍摄检校标尺图像，对比所有图像上检校标尺长度，设Tl为检校标尺长度阈值，当图像上检校标尺长度/>与lT满足：
所述图像对应的伸缩杆件位置即为实际拍摄距离，将伸缩杆件再次调整至所述位置后将伸缩杆件定位参数设定为0。
根据实施例中所述图像精度需求、所述相机CMOS尺寸参数、所述左相机主距检校结果，可计算得到实际拍摄距离DCW，
在所述参数条件下相机拍摄的墙上标尺长度lT应为：
将机械控制平台伸缩杆件伸长长度调整为0.920m，使相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离，将伸缩杆件定位参数设定为0。设定伸缩杆件伸缩范围参数lS＝10，伸缩步进参数为l0＝1，则伸缩杆件伸缩范围为[-10mm～+10mm]，伸缩步进值为1mm，在每一步进位置上拍摄检校标尺图像。通过对比所有图像上检校标尺长度，图像上检校标尺长度与1.183m之差的绝对值不大于Tl＝1mm时，所述图像对应的伸缩杆件位置即为实际拍摄距离，将伸缩杆件再次调整至所述位置后将伸缩杆件定位参数设定为0。
步骤4，双相机间距检校：包括设定双相机拍摄图像的水平方向重叠度，利用双相机拍摄目标墙体图像，采用特征匹配方法检测左右图像水平方向重叠度，根据重叠度检测结果调整双相机间距。
参见图3，本发明进一步提出，步骤4的实现方式为，根据实际需求确定左右相机拍摄图像水平方向重叠度PH％，水平方向重叠度PH％可表示为：
其中，rH表示水平方向重叠区域长度，WH表示图像水平方向长度对应的物方长度，WH可表示为：
WH＝m·d
则水平方向重叠区域长度可表示为：
rH＝m·d·PH％
计算得到双相机间距应为：
DH＝(m·d-rH)
调节相机底部连接滑块位置，使双相机间距大致调整为DH。利用左右相机同时拍摄目标墙体图像，采用特征匹配方法检测左右图像水平方向重叠度为P′H％，根据重叠度检测结果调整双相机间距，调整后再次利用左右相机同时拍摄目标墙体图像，设TH为双相机间距参数阈值，当检测的水平方向重叠度P′H％与PH％满足以下关系时，
|P′H％-PH％|≤TH
双相机间距检校完毕。
具体实施时，TH可根据实际需求设置取值。
实施例中左右相机拍摄图像水平方向重叠度设定为PH％＝25％，则水平方向重叠区域长度为：
rH＝m·d·PH％＝294.4mm
计算得到双相机间距为：
DH＝(m·d-rH)＝883.2mm
调节相机底部连接滑块位置，使双相机间距大致调整为880mm。利用左右相机同时拍摄目标墙体图像，采用SURF算子提取各图像上特征点坐标并进行匹配，利用特征匹配得到的同名点坐标计算水平方向重叠区域长度为r′H＝297.6mm，对应的水平方向重叠度为P′H％＝25.27％。检测得到的水平方向重叠度大于设定的水平方向重叠度，减小左右相机间距后，再次利用左右相机同时拍摄目标墙体图像并计算水平方向重叠度，当检测的水平方向重叠度P′H％与设定的水平方向重叠度PH％之差的绝对值不大于TH％＝0.1％时，即
|P′H％-PH％|≤0.1％
双相机间距检校结束。
步骤5，机械控制平台旋转编码器参数检校：包括设定相机拍摄图像的竖直方向重叠度，调整机械控制平台旋转编码器参数控制吊索收放，进而调整图像采集平台在竖直方向上的位置，在相邻位置利用相机拍照，采用特征匹配方法检测上下图像竖直方向重叠度，根据重叠度检测结果确定旋转编码器每次收放吊索的参数。
参见图4，本发明进一步提出，步骤5的实现方式为，械控制平台旋转编码器检校只利用一台相机即可，根据实际需求确定图像采集平台竖直方向移动时相机拍摄图像的竖直方向重叠度为PV％，竖直方向重叠度为PV％可表示为：
其中，rV表示竖直方向重叠区域长度，WV表示图像竖直方向长度对应的物方长度，WV可表示为：
WV＝n·d
则竖直方向重叠区域长度可表示为：
rV＝n·d·PV％
计算得到在竖直方向上相机在相邻位置拍摄时间距应为：
DV＝(n·d-rV)
运行机械控制平台上的旋转编码器，记录吊索移动距离大致为DV时旋转编码器的旋转参数R，并设定为预设旋转值。利用机械控制平台控制图像采集平台在竖直方向上以预设旋转值移动并采集墙体图像，采用特征匹配方法检测上下图像竖直方向重叠度为P′V％，根据重叠度检测结果调整预设旋转值，调整后再次完成竖直方向上相邻位置墙体照片拍摄，设TV为双相机间距参数阈值，当检测重叠度P′V％与PV％满足以下关系时，
|P′V％-PV％|≤TV
旋转编码器参数检校完毕。
具体实施时，TH可根据实际需求设置取值。
实施例中竖直方向重叠度设定为PV％＝20％，则竖直方向重叠区域长度为：
rV＝n·d·PV％＝157.18mm
计算得到在竖直方向上相机在相邻位置拍摄时间距为：
DV＝(n·d-rV)＝628.74mm
运行机械控制平台上的旋转编码器，吊索移动距离大致为600mm时记录旋转编码器的旋转参数R，并设定R为预设旋转值。利用机械控制平台控制图像采集平台在竖直方向上以预设旋转值移动并采集墙体图像，优选采用SURF算子提取各图像上特征点坐标并进行匹配，利用特征匹配得到的同名点坐标计算竖直方向重叠区域长度为r′V＝185.92mm，对应的竖直方向重叠度为P′V％＝23.66％。检测得到的竖直方向重叠度大于设定的竖直方向重叠度，减小旋转编码器的旋转参数R后，再次完成竖直方向上相邻位置墙体照片拍摄并计算竖直方向重叠度，当检测的竖直方向重叠度P′V％与设定的竖直方向重叠度PV％之差的绝对值不大于TV％＝0.1％时，旋转编码器参数检校结束。
具体实施时，本发明技术方案提出的方法可由本领域技术人员采用计算机软件技术实现自动运行流程，实现方法的系统装置例如存储本发明技术方案相应计算机程序的计算机可读存储介质以及包括运行相应计算机程序的计算机设备，也应当在本发明的保护范围内。
在一些可能的实施例中，提供一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校装置，包括以下模块，
第一模块，用于单相机室内检校，包括获取镜头畸变系数及相机主距；
第二模块，用于采集平台旋转云台定向参数检校，包括单反相机与图像采集平台组装并置平图像采集平台，布设检校标尺，在相机主光轴近似垂直于墙体表面的位置利用相机拍摄检校标尺，在近似垂直位置微调旋转云台，在每个调整后的位置利用相机拍摄检校标尺，根据图像上检校标尺长度确定相机主光轴是否垂直于墙体表面，并确定旋转云台定向参数；
第三模块，用于机械控制平台伸缩杆件参数检校，包括根据图像采集精度计算实际拍摄距离，调整机械控制平台伸缩杆件控制相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离，利用相机拍摄检校标尺，根据检校标尺长度确定拍摄距离是否调整正确，并确定伸缩杆件参数；
第四模块，用于双相机间距检校，包括利用双相机拍摄墙体图像并检测水平重叠度，根据检测结果确定双相机间距；
第五模块，用于机械控制平台旋转编码器参数检校，包括调整旋转编码器参数控制吊索收放，在竖直方向相邻位置拍摄墙体照片并检测重叠度，根据检测结果确定旋转编码器参数。
在一些可能的实施例中，提供一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校装置，包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，处理器用于调用存储器中的存储指令执行如上所述的一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法。
在一些可能的实施例中，提供一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校装置，包括可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时，实现如上所述的一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法，所述混凝土墙体外观图像采集系统由采集平台、机械控制平台和控制终端组成，其特征在于：包括以下步骤，
步骤1，单相机室内检校，包括获取镜头畸变系数及相机主距；
步骤2，采集平台旋转云台定向参数检校，包括单反相机与图像采集平台组装并置平图像采集平台，布设检校标尺，在相机主光轴近似垂直于墙体表面的位置利用相机拍摄检校标尺，在近似垂直位置微调旋转云台，在每个调整后的位置利用相机拍摄检校标尺，根据图像上检校标尺长度确定相机主光轴是否垂直于墙体表面，并确定旋转云台定向参数；
步骤3，机械控制平台伸缩杆件参数检校，包括根据图像采集精度计算实际拍摄距离，调整机械控制平台伸缩杆件控制相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离，利用相机拍摄检校标尺，根据检校标尺长度确定拍摄距离是否调整正确，并确定伸缩杆件参数；
步骤4，双相机间距检校，包括利用双相机拍摄墙体图像并检测水平重叠度，根据检测结果确定双相机间距；
步骤5，机械控制平台旋转编码器参数检校，包括调整旋转编码器参数控制吊索收放，在竖直方向相邻位置拍摄墙体照片并检测重叠度，根据检测结果确定旋转编码器参数。
2.根据权利要求1所述混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法，其特征在于：步骤2的实现方式为，将两台单反相机分别通过连接滑块固定在图像采集平台滑道上左右排列，并置平图像采集平台；确定相机主光轴垂直于墙体表面，实现方式如下，
调整相机底部旋转云台角度使相机主光轴方向近似垂直于墙体表面，并将此时旋转云台定向参数设定为0；在墙体上安置一根检校标尺，设定旋转云台旋转范围和旋转步进值，在每一旋转位置上拍摄检校标尺图像，通过对比所有图像上标尺长度，将图像上标尺长度最长的图像对应的旋转云台位置确定为主光轴方向垂直于墙体表面，将旋转云台再次旋转至此位置后将旋转云台定向参数设定为0。
3.根据权利要求1或2所述混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法，其特征在于：步骤3的实现方式为，机械控制平台伸缩杆件参数检校只需利用一台相机，根据精度需求确定实际拍摄距离，设精度需求为图像上1pixel对应物方长度为dmm，相机CMOS长度尺寸中长为w、宽为h，相机CMOS像素尺寸长为m、宽为n，相机主距为f0，则实际拍摄距离DCW表示为，
在实际拍摄距离为DCW时图像中标尺长度lT为，
将机械控制平台伸缩杆件伸长长度调整为DCW，使相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离DCW，将伸缩杆件定位参数设定为0；设置伸缩杆件伸缩范围和伸缩步进值，在每一步进位置上拍摄检校标尺图像，对比所有图像上检校标尺长度设Tl为检校标尺长度阈值，当图像上检校标尺长度/>与lT满足：
所述图像对应的伸缩杆件位置即为实际拍摄距离，将伸缩杆件再次调整至所述位置后将伸缩杆件定位参数设定为0。
4.根据权利要求3所述混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法，其特征在于：步骤4的实现方式为，设定双相机拍摄图像的水平方向重叠度，利用双相机拍摄目标墙体图像，采用特征匹配方式检测左右图像水平方向重叠度，根据重叠度检测结果调整双相机间距。
5.根据权利要求4所述混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法，其特征在于：步骤5的实现方式为，设定相机拍摄图像的竖直方向重叠度，调整机械控制平台旋转编码器参数控制吊索收放，进而调整图像采集平台在竖直方向上的位置，在相邻位置利用相机拍照，采用特征匹配方式检测上下图像竖直方向重叠度，根据重叠度检测结果确定旋转编码器每次收放吊索的参数。
6.一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校装置，其特征在于：用于实现如权利要求1-5任一项所述的一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法。
7.根据权利要求6所述混凝土墙体外观图像采集系统参数检校装置，其特征在于：包括以下模块，
第一模块，用于单相机室内检校，包括获取镜头畸变系数及相机主距；
第二模块，用于采集平台旋转云台定向参数检校，包括单反相机与图像采集平台组装并置平图像采集平台，布设检校标尺，在相机主光轴近似垂直于墙体表面的位置利用相机拍摄检校标尺，在近似垂直位置微调旋转云台，在每个调整后的位置利用相机拍摄检校标尺，根据图像上检校标尺长度确定相机主光轴是否垂直于墙体表面，并确定旋转云台定向参数；
第三模块，用于机械控制平台伸缩杆件参数检校，包括根据图像采集精度计算实际拍摄距离，调整机械控制平台伸缩杆件控制相机与墙体表面距离近似等于实际拍摄距离，利用相机拍摄检校标尺，根据检校标尺长度确定拍摄距离是否调整正确，并确定伸缩杆件参数；
第四模块，用于双相机间距检校，包括利用双相机拍摄墙体图像并检测水平重叠度，根据检测结果确定双相机间距；
第五模块，用于机械控制平台旋转编码器参数检校，包括调整旋转编码器参数控制吊索收放，在竖直方向相邻位置拍摄墙体照片并检测重叠度，根据检测结果确定旋转编码器参数。
8.根据权利要求6所述混凝土墙体外观图像采集系统参数检校装置，其特征在于：包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，处理器用于调用存储器中的存储指令执行如权利要求1-5任一项所述的一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法。
9.根据权利要求6所述混凝土墙体外观图像采集系统参数检校装置，其特征在于：包括可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时，实现如权利要求1-5任一项所述的一种混凝土墙体外观图像采集系统参数检校方法。
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