[发明专利]一种基于多相机的接触网全景图像拼接方法、系统及设备

说明书

本发明属于图像处理接触网检测技术领域，公开了一种基于多相机的接触网全景图像拼接方法，先将待拼接两幅图像分成N*N块，然后依据拍摄相机先验知识选取特定分块图像进行特征点计算，再根据子块特征点对匹配数目来进行配准选择，最后采用距离加权比重融合法来优化两图拼接处，并将剩余未纳入特征点计算的子块与子块拼接后的结果图进行拼接，两幅图像拼接融合后的结果图再与另外一幅图像进行拼接，最终综合多路相机图输出一幅全景图像的基于多相机的接触网全景图像拼接方法、系统和设备。

技术领域

本发明属于接触网检测监测技术领域，尤其涉及一种基于多相机的接触网全景图像拼接方法、系统及设备。

背景技术

在“接触网悬挂状态检测监测装置(4C)”系统中，安装在车顶的高清摄像机会对接触网设备进行图像采集，并根据相机安装角度的不同将拍摄到的平腕臂、斜腕臂、承力索座、定位线夹、定位器、吊柱座、附加悬挂、全景图像等特定部件图像存储到硬盘中，而后供用户使用。

由于全景相机摄像头距离目标杆远，所拍摄的图像往往不够清晰，使得平(斜)腕臂底座开口销、定位器线夹螺母等小部件难以在全景图像中清晰呈现；小部件虽在特定部件如平(斜)腕臂、定位线夹图像中可清晰查看，但特定部件图像难以将支柱全景图像有效呈现，这就需要将多相机拍摄的特定部件图像进行有效拼接形成“一杆一档”的全景图像。若可以对多路相机拍摄图像进行有效的拼接，一方面在采用基于深度学习的多级定位时可以完好的保留平腕臂底座开口销等特定目标像素，有利于提高4C缺陷智能识别准确率，另一方面可有效减少多幅图像中的冗余信息，当只用查看分析全景图像时，可大大减少铁路局供电段数据分析人员人工查看的图片张数，提高工作效率。

在现有技术中，有一些对于受电弓偏移检测的技术方案运用，如公开号为CN109842761A，公开时间为日2019年6月4日，名称为“前向运动视频的快速高清全景成像方法及装置”的中国发明专利文献，即公开了一种前向运动视频的快速高清全景成像方法及装置，其中，该方法包括以下步骤：对前向运动视频进行图像分割，获得对应的多个场景图像区域；基于运动模糊和全景图分辨率确定最优拼接外框，基于最优拼接外框和高速列车的速度确定最优拼接内框，根据最优拼接外框和最优拼接内框确定不规则矩形条带，并将其进行单应性变换成规则矩形条带；将前向运动视频中的全部帧对应的每个场景图像区域对应的规则矩形条带进行拼接，获得每个场景图像区域对应的全景图，多个场景图像区域对应多个全景图。该方案考虑了运动模糊和全景图分辨率，提高了高速铁路运行环境下全景图的生成质量。该方案实现了对于前向运动视频的高清全景成像，但仍无法解决4C检测监测装置的多相机全景图像拼接问题，并且该方案仍然基于整幅图像特征进行全景成像，数据运算量大、计算效率较低。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的问题和不足，本发明旨在于提供一种基于先验知识的网格分块ORB全景图像拼接方法，先将待拼接两幅图像分成N*N块，然后依据拍摄相机先验知识选取特定分块图像进行特征点计算，再根据子块特征点对匹配数目来进行配准选择，最后采用距离加权比重融合法来优化两图拼接处，并将剩余未纳入特征点计算的子块与子块拼接后的结果图进行拼接，两幅图像拼接融合后的结果图再与另外一幅图像进行拼接，最终综合多路相机图输出一幅全景图像的基于多相机的接触网全景图像拼接方法、系统及设备。

本发明的一种基于多相机的接触网全景图像拼接方法，包括以下步骤：

图像获取步骤，从每个相机获取一幅图像，获取至少两幅来自不同相机拍摄的图像作为待拼接图像，由于接触网部件很多，需要监控的技术点也非常多，为了更为清晰准确的对这些部件进行可视化采样，4C系统中需要包含的相机数量非常多，因此，图像获取步骤中可以将4C系统中各相机采集到的如平腕臂相机采集的接触网平腕臂处图像、斜腕臂相机采集的接触网斜腕臂处图像、支撑杆相机采集的接触网支撑杆处图像、承力索座相机采集的接触网承力索处图像以及定位器线夹相机采集的接触网定位器线夹处图像进行输入作为待拼接图像；

进一步的，所述图像获取步骤中，若考虑图像畸变等成像因素，还包括对存在图像畸变的待拼接图像进行畸变校正预处理。