一種基于雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置制造方法
【專利摘要】一種基于雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置，裝置包括主攝像機和輔助攝像機，主攝像機和輔助攝像機安裝在多關(guān)節(jié)可移動機械手上，主攝像機和輔助攝像機通過信號線與圖像采集卡連接，圖像采集卡以及多關(guān)節(jié)可移動機械手通過信號線與計算機連接。本裝置利用主攝像機對孔進行搜索、分割、鎖定，同時利用輔助攝像機拍攝圖像以保存?zhèn)溆?。通過計算機鎖定目標(biāo)孔后，調(diào)用輔助攝像機中對應(yīng)的目標(biāo)孔圖像，與主相機獲得的目標(biāo)孔圖像聯(lián)合進行雙目標(biāo)定，即可定位目標(biāo)孔相對于工作機械手的當(dāng)前空間坐標(biāo)位置。
【專利說明】一種基于雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于測控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于雙目視覺的石壁爆破孔檢測與 定位裝置，即通過兩個攝像機同時拍攝同一爆破孔圖像，經(jīng)圖像處理與計算，獲取目標(biāo)孔的 三維坐標(biāo)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在大型土木工程中通常需要對山體進行爆破，一般首先在石壁上鉆孔，然后裝入 炸藥。然而，由于野外環(huán)境中石壁很高、表面積大且表面形貌極不規(guī)則，采用人工植入炸藥 不僅勞動強度大、效率低，且危險性很高，若采用自動化設(shè)備植入炸藥，又因大部分孔洞與 設(shè)備上的操作者距離太遠等原因使設(shè)備操作人員經(jīng)常漏裝或錯裝許多孔洞，因而需要開發(fā) 爆破孔自動檢測與定位裝置，為操作者提供空位置信息，提高炸藥植入的準(zhǔn)確性，降低漏裝 率和操作者的勞動強度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型提供一種能夠代替人工自動完成石壁爆破孔的檢測與定位的、基于雙 目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)解決方案：一種基于雙目視覺的石 壁爆破孔檢測與定位裝置，包括主攝像機和輔助攝像機，主攝像機和輔助攝像機安裝在多 關(guān)節(jié)可移動機械手上，主攝像機和輔助攝像機通過信號線與圖像采集卡連接，圖像采集卡 以及多關(guān)節(jié)可移動機械手通過信號線與計算機連接。
[0005] 所述的控制器接收速度傳感器和位移傳感器的信號并將其傳入計算機。
[0006] 本實用新型在爆破孔搜索、檢測階段，主攝像機和輔助攝像機同時拍攝，但僅對主 攝像機圖像進行處理，檢測是否有孔存在，輔助攝像機的圖像保存，可減少計算量，提高檢 測系統(tǒng)工作的實時性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0008] 圖1是本實用新型的系統(tǒng)組成示意圖。
[0009] 圖2是預(yù)處理后主攝像機得到的爆破孔圖像。
[0010] 圖3是預(yù)處理后的輔助攝像機得到的爆破孔圖像。
[0011] 圖4是爆破孔雙目標(biāo)定模型圖，圖4中，f為攝像機焦距，是由相機決定的已知量； Utl,，Vtl是相機成像平面中心點的坐標(biāo)；P為目標(biāo)孔中心；P i，P2分別為孔中心P在攝像機1、 2中的成像坐標(biāo)；u、u'分別為P在兩攝像機中成像的橫坐標(biāo)；C、C'分別為兩攝像機坐標(biāo)系 的坐標(biāo)原點。

【具體實施方式】
[0012] 以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步 的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。
[0013] 本實用新型提供的基于雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置結(jié)構(gòu)如下：如圖1 所示，包括主攝像機1和輔助攝像機2,主攝像機1和輔助攝像機2安裝在多關(guān)節(jié)可移動機 械手3上，主攝像機1和輔助攝像機2通過信號線與圖像采集卡4連接，圖像采集卡4以及 多關(guān)節(jié)可移動機械手3通過信號線與計算機5連接。所述的控制器7接收速度傳感器和位 移傳感器的信號并將其傳入計算機5。
[0014] 本實用新型中，為減少計算量，提高檢測系統(tǒng)工作的實時性，在爆破孔搜索、檢測 階段，主攝像機1和輔助攝像機2同時拍攝，但視覺模塊僅對主攝像機1圖像進行處理，檢 測是否有孔存在，輔助攝像機2圖像保存。即僅依賴主攝像機1獲取的圖像來進行孔搜索 和判斷。
[0015] 搜索過程中若計算機5判斷拍攝區(qū)域內(nèi)有孔，則在視域中分割、鎖定各孔（若同一 幅圖像中拍攝到多個孔的情況下），并鎖定某一孔為當(dāng)前目標(biāo)孔以備機械手3植入炸藥。同 時調(diào)用與該圖像對應(yīng)的輔助攝像機2獲取的圖像，分割、鎖定目標(biāo)孔。
[0016] 以下為本實用新型的一個操作實例：
[0017] 兩臺處于不同方位的主攝像機1和輔助攝像機2同時拍攝爆破孔圖像后，用常規(guī) 方法經(jīng)圖像處理軟件對爆破孔圖像進行去噪、增強等預(yù)處理，并將圖像內(nèi)的孔進行自動分 害U，鎖定一個孔為當(dāng)前目標(biāo)孔，如孔2。如圖2、3所示。
[0018] 假設(shè)目標(biāo)孔中心在兩攝像機圖像中的二維坐標(biāo)分別為P1(UJ)和己(11'，v')。 此時，若兩攝像機參數(shù)（如焦距，分辨率等）相同，且兩臺攝像機的光軸平行，則可以通過簡 單的三角關(guān)系求出目標(biāo)孔在以攝像機1為參考的坐標(biāo)系C中的三維坐標(biāo)（X，Y，Z)。
[0019] 根據(jù)圖4所示的爆破孔的雙目標(biāo)定模型圖，可得：
[0020]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置，其特征在于：包括主攝像機（1) 和輔助攝像機（2 )，主攝像機（1)和輔助攝像機（2 )安裝在多關(guān)節(jié)可移動機械手（3 )上，主攝 像機（1)和輔助攝像機（2)通過信號線與圖像采集卡（4)連接，圖像采集卡（4)以及多關(guān)節(jié) 可移動機械手（3)通過信號線及控制器（7)與計算機（5)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置，其特征在 于：所述的控制器（7)接收速度傳感器和位移傳感器的信號并將其傳入計算機（5)。
【文檔編號】G01B11/00GK204165516SQ201420588663
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】陳從平, 黃正 申請人:三峽大學(xué)