[发明专利]基于图像采集的盘煤系统

说明书

本公开涉及一种基于图像采集的盘煤系统，包括：现场端，其部署于煤堆上部空间一侧，包括点阵激光器、图像采集装置、第一通讯模块和控制板；远程端，其通过第二通讯模块与现场端的第一通讯模块形成通讯连接，至少包括有点阵特征提取模块、三维重建单元和体积估算单元，所述点阵特征提取模块配置为针对所述图像采集装置采集的图像信息，提取矩阵样光斑的位置信息，针对所述位置信息，构造三维空间向量；所述三维重建单元配置为基于所述三维空间向量，基于OpenGL的光照算法，重建煤堆的三维模型；所述体积估算单元配置为针对所述三维模型进行体积估算。本发明提供的基于图像采集的盘煤系统，可通过方格网算法实现煤堆体积的估算。

技术领域

本发明涉及一种图像处理系统，特别是一种基于图像采集的盘煤系统。

背景技术

盘煤作为燃料管理系统中重要环节，用于煤场动态监测与分析、煤场库存盘点，对企业燃料管控有较大帮助。现在煤场盘点大致分为几类：人工盘点：耗时长、人工测量精度差、现场操作安全隐患大、成本高；无人机盘煤：适用于露天煤场，操作要求较高、风险系数大、可靠性低、维护成本高；斗轮机固定式盘煤：人工控制误差大，盘煤数据精度差；棚顶固定式盘煤：固定式盘煤适用于有煤棚场景，将激光扫描仪安装在棚顶上，通过多个激光扫描仪点云数据拼接配准完成整个煤场盘点。

由上可以看出，在目前盘煤技术手段中，人工盘煤和斗轮机固定式盘煤都具有盘煤数据精度差的缺陷，而无人机盘煤和通过激光扫描仪盘煤的方式，又存在着操作要求较高且维护成本高的问题，因此亟需改进。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的一个方面的精度相对较高且维护成本较低的基于图像采集的盘煤系统。

为了实现上述目的，本发明一方面提供的基于图像采集的盘煤系统，包括：

现场端，其部署于煤堆上部空间一侧，包括点阵激光器、图像采集装置、第一通讯模块和控制板，所述点阵激光器配置为向煤堆发射点阵激光光束，以使煤堆表面形成矩阵样光斑，所述图像采集装置配置为采集煤堆的图像信息，所述控制板配置为控制图像采集装置的采集角度；

远程端，其通过第二通讯模块与现场端的第一通讯模块形成通讯连接，至少包括有点阵特征提取模块、三维重建单元和体积估算单元，所述点阵特征提取模块配置为针对所述图像采集装置采集的图像信息，提取矩阵样光斑的位置信息，针对所述位置信息，构造三维空间向量；所述三维重建单元配置为基于所述三维空间向量，基于OpenGL的光照算法，重建煤堆的三维模型；所述体积估算单元配置为针对所述三维模型进行体积估算。

作为优选，所述体积估算单元在进行体积估算时，基于方格网算法进行体积估算。

作为优选，所述体积估算单元在进行体积估算时，将煤堆的三维模型按纵横两个方向分割为M*N个网格，而后将每个网格的四角的高程相加后取平均值，获得立方体结构的每个网格的等效体积模型，最后针对M*N个网格的等效体积模型进行分别计算后求和。

作为优选，所述图像采集装置包括一调整机构和设置在所述调整机构上的高清摄像头，所述控制板至少包括有用于控制所述调整机构变动拍摄角度的云台控制模块。

作为优选，所述高清摄像头包括一鱼眼镜头。

作为优选，所述控制板还包括图像预处理模块，所述图像预处理模块配置为针对所述高清摄像头拍摄的图像进行基于OpenCV的畸变校正处理。

作为优选，所述调整机构包括一安装架，所述安装架包括水平向的第一架体和斜向连接在所述第一架体上的第二架体，所述点阵激光器设置在所述第一架体上，所述控制板和所述第一通讯模块设置在所述第二架体上，所第一架体上还设置有一云台组件，所述高清摄像头设置在所述云台组件上。

作为优选，所述云台组件包括穿过所述第一架体设置的第二电机，所述第二电机的输出端设置有底座，所述高清摄像头设置在所述底座上，所述第二电机构造为在水平向改变所述高清摄像头的拍摄方向。