CN206833517U - 一种自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及管道缺陷检测设备技术领域，尤其涉及一种自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备；包括至少三个摄像头、光源手动/自动调整机构、视频采集器、视频处理器和显示终端，各所述摄像头分别与所述视频采集器电连接，所述光源手动/自动调整机构与所述视频采集器电连接；所述视频处理器包括视频拼接模块，所述视频采集器、所述视频拼接模块和所述显示终端依次顺序电连接。本实用新型所公开的自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，根据安装在按照锥形安装的3个以上的高清摄像头，摄像头之间存在图像的重贴，根据相邻图像重叠区域的匹配程度，快速搜索变换矩阵参数的最优值，由此实现全景视频图像的实时、光滑拼接。
Description
技术领域
本实用新型涉及管道缺陷检测设备技术领域，尤其涉及一种自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备。
背景技术
目前，在对管道进行近距离大视场角的视频观测中，因为摄像头需要不断移动，获取完整的管道缺陷图，而一旦前后两幅图像发生变化，标定得到的基础矩阵就不再适用，按照传统算法就会拼接失败。如果再重新求取变换矩阵，则计算量大且费时，无法实现全景视频播放的流畅性。
因此，为了解决上述问题，急需发明一种新的自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备。
发明内容
本实用新型的目的在于：提供一种自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，满足近距离全景视频观测管道的实际应用需求。
本实用新型提供了下述方案：
一种自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，包括至少三个摄像头、光源手动/自动调整机构、视频采集器、视频处理器和显示终端，各所述摄像头分别与所述视频采集器电连接，所述光源手动/自动调整机构与所述视频采集器电连接；所述视频处理器包括视频拼接模块，所述视频采集器、所述视频拼接模块和所述显示终端依次顺序电连接。
优选地，所述视频处理器还包括图像修剪模块，所述图像修剪模块与所述视频拼接模块和所述显示终端分别电连接。
优选地，所述视频处理器还包括变动控制模块，所述变动控制模块与所述视频拼接模块电连接。
优选地，所述视频处理器还包括基础处理模块，所述基础处理模块与所述视频拼接模块电连接。
优选地，所述光源手动/自动调整机构与光源电连接。
优选地，所述光源与各所述摄像头位置对应设置。
优选地，所述视频处理器为MCU、PLC中的任一。
优选地，所述光源为LED灯、白炽灯中的任一。
优选地，所述摄像头的数量为三个。
优选地，所述视频拼接模块、所述图像修建模块、所述变动控制模块和所述基础处理模块均采用FPGA芯片，或所述视频拼接模块、所述图像修建模块、所述变动控制模块和所述基础处理模块均采用DSP芯片。
本实用新型产生的有益效果：
本实用新型所公开的自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，根据安装在按照锥形安装的3个以上的高清摄像头，摄像头之间存在图像的重贴，根据相邻图像重叠区域的匹配程度，快速搜索变换矩阵参数的最优值，由此实现全景视频图像的实时、光滑拼接，防止采用鱼眼摄像头或普通视频拼接带来的变形，满足近距离全景视频观测管道的实际应用需求。
附图说明
图1为本实用新型的自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备的电气框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
参见图1所示，一种自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，包括三个摄像头、光源手动/自动调整机构、视频采集器、视频处理器和显示终端，各所述摄像头分别与所述视频采集器电连接，所述光源手动/自动调整机构与所述视频采集器电连接；所述视频处理器包括视频拼接模块，所述视频采集器、所述视频拼接模块和所述显示终端依次顺序电连接。所述视频处理器还包括图像修剪模块，所述图像修剪模块与所述视频拼接模块和所述显示终端分别电连接。所述视频处理器还包括变动控制模块，所述变动控制模块与所述视频拼接模块电连接。所述视频处理器还包括基础处理模块，所述基础处理模块与所述视频拼接模块电连接。所述光源手动/自动调整机构与光源电连接。所述光源与各所述摄像头位置对应设置，图中未表示，为现有技术，在此不再累述。所述视频处理器为MCU，所述光源为LED灯，所述视频拼接模块、所述图像修建模块、所述变动控制模块和所述基础处理模块均采用XC6VLX130T模块，所述光源手动/自动调整机构采用的型号为CAT3626的光源调整机构，所述摄像头为普通视频拼接摄像头，所述普通视频拼接摄像头采用型号为TSL1401CL的摄像头，所述视频采集器采用型号为xc6slx25t的视频采集器，所述显示终端采用VGA显示器。
本实施例提出了一种基于自适应调整相邻图像间变换矩阵的全景视频图像来实现近距离管道的缺陷检测，根据安装在按照锥形安装的3个以上的高清摄像头，摄像头之间存在图像的重贴，根据相邻图像重叠区域的匹配程度，快速搜索变换矩阵参数的最优值，由此实现全景视频图像的实时、光滑拼接，防止采用鱼眼摄像头或普通视频拼接算法带来的变形，可以满足近距离全景视频观测管道的实际应用需求。
本实施例中在对管道进行近距离大视场角的视频观测中，因为摄像头需要不断移动，获取完整的管道缺陷图，而一旦前后两幅图像发生变化，标定得到的基础矩阵就不再适用，按照传统算法就会拼接失败。如果再重新求取变换矩阵，则计算量大且费时，无法实现全景视频播放的流畅性。为此，通过初始标定后得到的初始图像变换矩阵，并以此为基础矩阵，当图像更新时，场景发生变化，此时仅对其中的变动因子进行快速自适应优化调整，调整完成后进行OPENCV视频拼接，最后进行修剪提取出有效图像进行显示，满足用户进行监视、测量的需要。
本实施例中系统的硬件部分主要有多个摄像头、光源手动/自动调整模块、视频采集器、显示终端组成；系统的软件部分主要由基础矩阵、变动因子、OPENCV视频拼接、修剪有效图像4个模块组成。经过实验，按照锥形安装的多个摄像头图像的重叠区域变动因子为：平方向平移参数a、垂直方向平移参数b、垂直方向缩放参数c。因此只需要重点考虑这3个变动因子就可以完成图像的矫正。视频特征的匹配采用OpenCV的feature2d module中提供的从局部图像特征(Local image feature)的检测、特征向量(feature vector)的提取，到特征匹配的实现。其中的局部图像特征采用OpenCV的局部图像特征检测与描述算子的结合：FAST、SIFT、FLANNN(包含了多种高维特征向量匹配的算法，采用随机森林)。当特征值小于90％时，通过对3个变动因子：水平方向平移参数a、垂直方向平移参数b、垂直方向缩放参数c进行微调，获取到最优的匹配值。最后，通过OpenCV拼接到一起，生成原始拼接图像，同时对最终的图像尺寸修剪为1024*768，输出到显示器进行显示。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，其特征在于：包括至少三个摄像头、光源手动/自动调整机构、视频采集器、视频处理器和显示终端，各所述摄像头分别与所述视频采集器电连接，所述光源手动/自动调整机构与所述视频采集器电连接；所述视频处理器包括视频拼接模块，所述视频采集器、所述视频拼接模块和所述显示终端依次顺序电连接。
2.根据权利要求1所述的自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，其特征在于：所述视频处理器还包括图像修剪模块，所述图像修剪模块与所述视频拼接模块和所述显示终端分别电连接。
3.根据权利要求2所述的自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，其特征在于：所述视频处理器还包括变动控制模块，所述变动控制模块与所述视频拼接模块电连接。
4.根据权利要求3所述的自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，其特征在于：所述视频处理器还包括基础处理模块，所述基础处理模块与所述视频拼接模块电连接。
5.根据权利要求4所述的自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，其特征在于：所述光源手动/自动调整机构与光源电连接。
6.根据权利要求5所述的自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，其特征在于：所述光源与各所述摄像头位置对应设置。
7.根据权利要求6所述的自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，其特征在于：所述视频处理器为MCU、PLC中的任一。
8.根据权利要求7所述的自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，其特征在于：所述光源为LED灯、白炽灯中的任一。
9.根据权利要求8所述的自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，其特征在于：所述摄像头的数量为三个。
10.根据权利要求9所述的自适应调整的全景视频管道缺陷检测设备，其特征在于：所述视频拼接模块、所述图像修建模块、所述变动控制模块和所述基础处理模块均采用FPGA芯片，或所述视频拼接模块、所述图像修建模块、所述变动控制模块和所述基础处理模块均采用DSP芯片。
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Publications (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109358058A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-02-19 | 中石化（洛阳）科技有限公司 | 管道状态检测系统和方法 |
| CN110375205A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-10-25 | 福州市勘测院 | 一种管道结构状况的快速检测装置和方法 |
| CN111412342A (zh) * | 2019-01-08 | 2020-07-14 | 深圳市重器科技有限公司 | 管道检测机器人及管道检测方法 |
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