CN213874180U - 一种用于热电厂管道膨胀量的双目视觉测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型介绍了一种用于热电厂管道膨胀量的双目视觉测量系统，包括：双目摄像头采集系统和监控终端；监控终端包括ROI敏感区标记模块、图像输出模块、图像滤波模块、图像检测模块、质心标记模块、坐标转化计算模块。本专利针对电厂管道视频图像干扰多、检测目标大，要求精度高等问题，通过ROI敏感区提高图像检测精度；利用边沿保留滤波增强与设置检测霍夫圆阈值，提高霍夫圆检测精度，排除图像中误识别的可能性；通过视频实时处理图像信息，能够实时获取现场视频，无需操作人员进入现场；通过对图像进行去雾或图像增强，去除图像中水蒸气等干扰信息，降低原图中产生的干扰，提高图像检测精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电厂管道测量技术领域，具体涉及一种用于热电厂管道膨胀量的双目视觉测量系统。
热电厂管道管道膨胀测量拥有环境复杂、待测目标大、精度要求高等特点；使得现有的通过图像处理代替传统电子传感器进行测距的方法不能在此环境和条件下应用，管道膨胀量测量仍然采用传统机械结果，工作人员需到现场观察并记录管道膨胀偏移信息；这种方法仅能完成管道膨胀信息的记录，实时性不高；受大风天气影响，容易产生误差；并且易被他人修改；针对热电厂管道膨胀量信息实时性提高以及工作人员操作的便捷化，有必要提出对管道膨胀量信息采集的进一步增强改善。
实用新型内容
为克服背景技术中的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于热电厂管道膨胀量的双目视觉测量系统，准确率高、实时性强、观察数据方便、工作人员操作快捷。
本实用新型创造解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种用于热电厂管道膨胀量的双目视觉测量系统，包括：双目摄像头采集系统和监控终端；
所述双目摄像头采集系统包括主摄像头和辅摄像头；主摄像头设置在主摄像头支架的水平杆上，用于拍摄管道左标志物；辅摄像头设置在辅摄像头支架的水平杆上，用于拍摄管道右标志物；左标志物、右标志物采用平行同心圆反光漆标识，中心标志物采用矩形反光漆标识；主摄像头与辅摄像头均监控终端连接，监控终端用于接收、处理主、辅原始视频图像信息；
所述监控终端包括：ROI敏感区标记模块、图像输出模块、图像滤波模块、图像检测模块、质心标记模块和坐标转化计算模块；ROI敏感区标记模块、图像输出模块、图像滤波模块、图像检测模块、质心标记模块和坐标转化计算模块依次将双目摄像头采集系统采集到的原始视频图像进行处理；
ROI敏感区标记模块；接收双目摄像头采集系统采集到的原始视频图像，在原始视频图像中对应标记ROI敏感区，并按照设定帧数截取得到ROI敏感区图像，得到主、辅ROI敏感区图像； ROI敏感区图像内包含有热电厂管道的左标志物、右标志物和中心标志物；
图像输出模块；将同一时刻的主、辅ROI敏感区图像进行特征点检测，以选定的中心标志物为参考拼接点拼接为输出图像，将输出图像发送至图像滤波模块；
图像滤波模块；对输出图像进行图像增强处理，得到增强标志物边沿信息的滤波图像发送至图像检测模块；
图像检测模块将滤波图像进行霍夫圆检测，对检测到的左标志物、右标志物进行轮廓标注，得到可视化圆形检测图像发送至质心标记模块；
质心标记模块将选中圆形检测图像的圆形轮廓，计算圆形轮廓的质心点，并标注在圆形检测图像中，得到质心点在圆形检测图像坐标系中的图像坐标；
坐标转化计算模块；将经过质心标记模块得到的图像坐标经过物理坐标系和摄像机坐标系转化到世界坐标系中，与原标志物的世界坐标对比后，得到热电厂管道膨胀后标志物由于膨胀所产生的偏移距离，既热电厂管道膨胀量。
具体的，所述的主摄像头与辅摄像头间距小于管道直径；主摄像头与辅摄像头与水平位置夹角大于0o，小于等于15o。
具体的，所述的左标志物和右标志物对称设置在中心标志物两侧；中心标志物与左标志物、右标志物构成等腰三角形，且互相不重合。
由于采用上述技术方案，本实用新型创造具备如下有益效果：
本专利针对电厂管道视频图像干扰多、检测目标大，要求精度高等问题，通过ROI敏感区提高图像检测精度；利用边沿保留滤波增强与设置检测霍夫圆阈值，提高霍夫圆检测精度，排除图像中误识别的可能性；通过视频实时处理图像信息，能够实时获取现场视频，无需操作人员进入现场；通过对图像进行去雾或图像增强，去除图像中水蒸气等干扰信息，降低原图中产生的干扰，提高图像检测精度。
附图说明
图1为本专利的系统流程图。
图2为本专利的的主摄像头与辅摄像头在待测管道处的设置位置示意图。
图中：1-主摄像头，2-辅摄像头，3-左标志物，4-右标志物，5-管道，6-中心标志物，7-辅摄像头支架，8-主摄像头支架。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步解释说明，不能以此限定本实用新型的保护范围，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。
实施例
结合附图1-2所示的一种用于热电厂管道膨胀量的双目视觉测量系统，包括：双目摄像头采集系统和监控终端；
双目摄像头采集系统包括主摄像头1和辅摄像头2；主摄像头1设置在主摄像头支架8的水平杆上，用于拍摄管道5左标志物3；辅摄像头2设置在辅摄像头支架7的水平杆上，用于拍摄管道右标志物4；主摄像头1与辅摄像头2沿热电厂管道5沿长度方向，从其轴线两侧分别实时采集热电厂管道5的主、辅原始视频图像。
主摄像头1与辅摄像头2与待测管道5水平最佳距离3m～8m，与水平位置夹角大于0°,小于等于15°，主摄像头1与辅摄像头2水平间距为0.3m～0.8m，主摄像头1与辅摄像头2采用双绞线与相同交换机连接，交换机通过网线连接监控终端。
左标志物3、右标志物4采用平行同心圆，外圆涂上不易受雨水污染的反光漆，反光漆颜色需要与管道5颜色有明显的区分，标志物外圆直径小于10cm，圆周中不得出现明显的凹凸与残缺；中心标志物6采用矩形反光漆标识，长、宽均小于10cm，与左标志物3、右标志物4构成等腰三角形，且不相互重合。
监控终端包括：ROI敏感区标记模块、图像输出模块、图像滤波模块、图像检测模块、质心标记模块和坐标转化计算模块；ROI敏感区标记模块；ROI敏感区标记模块接收双目摄像头采集系统采集到的原始视频图像，并按照设定帧数截取得到ROI敏感区图像，得到主、辅ROI敏感区图像； ROI敏感区图像内包含有热电厂管道5的左标志物3、右标志物4和中心标志物6。
图像输出模块将同一时刻的主、辅ROI敏感区图像进行特征点检测，以选定的中心标志物6为参考拼接点拼接为输出图像，将输出图像发送至图像滤波模块。
图像滤波模块对输出图像进行图像增强处理，得到增强标志物边沿信息的滤波图像发送至图像检测模块。
图像检测模块对滤波图像进行霍夫圆检测，对检测到的左标志物3和右标志物4进行轮廓标注，得到可视化圆形检测图像发送至质心标记模块。
质心标记模块将选中圆形检测图像的圆形轮廓，计算圆形轮廓的质心点，并标注在圆形检测图像中，得到质心点在圆形检测图像坐标系中的图像坐标。
坐标转化计算模块将图像坐标经过物理坐标系和摄像机坐标系转化到世界坐标系中，与原标志物的世界坐标对比后，得到热电厂管道5膨胀后标志物由于膨胀所产生的偏移距离，既热电厂管道5膨胀量。
本实用新型未详述部分为现有技术。
为了公开本实用新型的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和实用新型范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (3)
1.一种用于热电厂管道膨胀量的双目视觉测量系统，其特征在于：包括：双目摄像头采集系统和监控终端；
所述双目摄像头采集系统包括主摄像头和辅摄像头；主摄像头设置在主摄像头支架的水平杆上，用于拍摄管道左标志物；辅摄像头设置在辅摄像头支架的水平杆上，用于拍摄管道右标志物；左标志物、右标志物采用平行同心圆反光漆标识，中心标志物采用矩形反光漆标识；主摄像头与辅摄像头均监控终端连接，监控终端用于接收、处理主、辅原始视频图像信息；
所述监控终端包括：ROI敏感区标记模块、图像输出模块、图像滤波模块、图像检测模块、质心标记模块和坐标转化计算模块；
ROI敏感区标记模块接收双目摄像头采集系统采集到的原始视频图像，对应标记ROI敏感区，得到主、辅ROI敏感区图像发送至图像输出模块；
图像输出模块将同一时刻的主、辅ROI敏感区图像进行特征点检测，以选定的中心标志物为参考拼接点拼接为输出图像，将输出图像发送至图像滤波模块；
图像滤波模块对输出图像进行图像增强处理，将得到增强标志物边沿信息的滤波图像发送至图像检测模块；
图像检测模块对滤波图像进行霍夫圆检测，对检测到的左标志物、右标志物进行轮廓标注，得到可视化圆形检测图像发送至质心标记模块；
质心标记模块将选中圆形检测图像的圆形轮廓，计算圆形轮廓的质心点，并标注在圆形检测图像中，得到质心点在圆形检测图像坐标系中的图像坐标；
坐标转化计算模块；将经过质心标记模块得到的图像坐标经过物理坐标系和摄像机坐标系转化到世界坐标系中，与原标志物的世界坐标对比后，得到热电厂管道膨胀后标志物由于膨胀所产生的偏移距离，既热电厂管道膨胀量。
2.根据权利要求1所述用于热电厂管道膨胀量的双目视觉测量系统，其特征在于：所述主摄像头与辅摄像头间距小于管道直径；主摄像头与辅摄像头与水平位置夹角大于0o，小于等于15o。
3.根据权利要求1所述用于热电厂管道膨胀量的双目视觉测量系统，其特征在于：所述的左标志物和右标志物对称设置在中心标志物两侧；中心标志物与左标志物、右标志物构成等腰三角形，且互相不重合。
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