[发明专利]一种隧道巡检面阵相机图像的柱面全景拼接方法

权利要求书

1.一种隧道巡检面阵相机图像的柱面全景拼接方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：搭建若干隧道巡检面阵相机于隧道巡检载体上，若干所述隧道巡检面阵相机环绕设置于所述隧道巡检载体的隧道巡检机械臂上；

S2：获取不同隧道巡检面阵相机拍摄得到的图像序列，并将所述图像序列中的原图像依次映射到标准坐标系下，得到相对应的柱面图像；

S3：对所述柱面图像基于ORB算法和改进的BRIEF算法进行展开并图像拼接，得到相对应的柱面展开图。

2.根据权利要求1所述的隧道巡检面阵相机图像的柱面全景拼接方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述隧道巡检面阵相机为6台，每台所述隧道巡检面阵相机间隔45°设置，用于提供270°环向的所述图像序列。

3.根据权利要求1所述的隧道巡检面阵相机图像的柱面全景拼接方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下步骤，将所述原图像的依次放入带圆柱的所述标准坐标系内，根据投影公式将所述柱面图像各坐标点的灰度值转换为投影映射得到的所述柱面图像各坐标点的灰度值。

4.根据权利要求3所述的隧道巡检面阵相机图像的柱面全景拼接方法，其特征在于，所述投影公式为

其中，x,y为所述原图像的坐标点，x′,y′为所述柱面图像的坐标点，W为所述原图像的宽，H为所述原图像的高，ω为所述摄像头的视场角，所述原图像的一点与所述标准坐标的原点连线经所述圆柱侧表面的存在交点，r为所述交点至所述标准坐标的原点的距离。

5.根据权利要求1所述的隧道巡检面阵相机图像的柱面全景拼接方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括如下步骤

S31：对所述柱面图像选取特征点；

S32：基于所述ORB算法确定所述特征点的方向；

S33：根据改进的所述BRIEF算法计算得到二进制串的特征描述符；

S34：根据所述特征点、所述特征点的方向找到不同的所述柱面展开图的重叠区域，根据所述特征描述符对重叠区域进行加权融合，得到所述柱面展开图。

6.根据权利要求5所述的隧道巡检面阵相机图像的柱面全景拼接方法，其特征在于，在所述步骤S31中，通过检测候选特征点邻域内的像素值，若所述候选特征点周围邻域的灰度值与所述候选特征点的灰度值存在较大差别，则所述候选特征点为所述特征点。

7.根据权利要求5所述的隧道巡检面阵相机图像的柱面全景拼接方法，其特征在于，在所述步骤S32中，通过矩计算所述特征点以r为半径范围内的质心，所述特征点的坐标到所述质心的向量为所述特征点的方向；

所述矩的定义公式为

其中，I(x,y)为所述柱面图像的灰度值表达式，所述矩的所述质心为

假设所述特征点坐标为0，则所述特征点的方向为

8.根据权利要求5所述的隧道巡检面阵相机图像的柱面全景拼接方法，其特征在于，在所述步骤S33中，对于所述特征点的邻域内，选择n对像素点，比较每对像素点的灰度值大小，生成长度为n的二进制串，以此作为特征点的所述特征描述符。

9.根据权利要求8所述的隧道巡检面阵相机图像的柱面全景拼接方法，其特征在于，像素点对数n取128、256或512。

10.根据权利要求1所述的隧道巡检面阵相机图像的柱面全景拼接方法，其特征在于，还包括步骤S4，将多张所述柱面展开图进行拼接，可以得到所述隧道巡检载体运行过程中的完整拼接图像。