[发明专利]一种基于视觉的综采工作面直线度检测方法和系统

权利要求书

1.一种综采工作面直线度检测方法，其特征在于，包括：

使视频获取装置以预设速度在与工作面相同的方向运动；

在运动过程中，所述视频获取装置获取所述工作面的视频流；

从所述视频流中提取关键帧序列；

计算每两个相邻关键帧F_i和F_j之间的匹配特征点组P_i和P_j；

根据所述匹配特征点组P_i和P_j计算所述关键帧F_j相对于F_i的空间旋转度R和位移平移量t；

根据每两个相邻关键帧之间的所述空间旋转度R和位移平移量t计算所述视频获取装置的运动轨迹；

根据所述运动轨迹，确定所述工作面的直线度；

所述计算每两个相邻关键帧F_i和F_j之间的匹配特征点组P_i和P_j的步骤包括：

获取所述关键帧F_i的特征点组P_i，根据光流跟踪算法计算所述关键帧F_j中与所述特征点组P_i匹配的匹配特征点组P_j；

若跟踪失败无法获得与所述特征点组P_i匹配的匹配特征点组P_j，则使用特征点检测算法从所述关键帧F_j中获取多个特征点作为匹配特征点组P_j；

根据所述匹配特征点组P_i和P_j计算所述相邻关键帧F_i和F_j之间的空间旋转度R和位移平移量t包括：

分别计算所述匹配特征点组P_i和P_j在所述相邻关键帧中F_i和F_j中的3D信息，根据所述3D信息计算所述空间旋转度R_i和所述位移平移量t_i；

视频获取装置装在采煤机上，或者通过运动装置安装在刮板运输机的导轨上，运动装置独立在刮板运输机的导轨上以预定速度运动；

当视频获取装置安装在采煤机上时，采煤机在开采过程中沿着刮板运输机上的导轨运动，视频获取装置同时获取运动过程中的视频流；

从所述视频流中提取关键帧的步骤中，提取关键帧之间间隔的时间相同；相邻关键帧之间的时间间隔根据视频获取装置的运动速度确定，速度越大，则相邻关键帧之间的时间间隔越小。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征点检测算法包括：KLT角点检测方法、Harris角点检测方法或FAST特征检测算法。

3.一种基于权利要求1所述的综采工作面直线度检测方法的综采工作面直线度检测系统，其特征在于，包括：

视频获取装置，所述视频获取装置包括运动装置，所述运动装置能够使所述视频获取装置以预设速度在所述工作面方向上运动；

关键帧提取模块，用于从所述视频获取装置获取的视频流中提取关键帧序列；

特征点跟踪匹配模块，使用光流跟踪算法计算每两个相邻关键帧的匹配特征点；

运动估计模块，用于根据所述匹配特征点计算相邻关键帧之间的空间旋转度R和位移平移量t；

轨迹生成模块，用于根据每两个相邻关键帧之间的空间旋转度R和位移平移量t计算所述视频获取装置的运动轨迹。