基于OpenCV的钻孔内壁图像测量系统研究

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1、摘要本文提出了一种基于计算机视觉的钻孔内壁图像成像方法。利用鱼眼镜头独有的单张图片可以获得大量的图像信息成像特征。研究了适合本文系统的鱼眼镜头校正方法，并对枝正后的图像进行了有效的图像匹配．成功的实现了图像的拼接，顺利的完成了系统各个功能模块设计和功能实现。本文使用了cH程序设计语言在OpenCV函数库的基础上编程实现了系统在设计时提出的要求，成功的生成了钻孔内壁的全景图图像。便于施工人员现场通过视觉来判断，直观性强，能够通过图像得到大量钻孔内壁的信息，是一种钻孔内壁成像的新方法。关键词：鱼眼镜头图像校正图像拼接计算机视觉Thispaperpresentamethodbased

2、oncomputervisiontomeasilretheboreholewallIntheexperiment，thispaperusetheuniqueimagingfeaturesoffisheyelensthatleafletpicturecontainsalargeamountofimageinformationIntheresearch．wecorrecttheimagefromthefisheyelens，thenwefinishedtheimageregistrationandimagethefunctionofthesystemwasrealizedandea

3、chmoduleransuccessfully．Weusethec+十programminglanguagetocodethesys【em．withthehelpofOpenCVfunctionlibrary．atlast，thewholeimageoftheboreholewallwouldappearinthe$cl_eeilTheimageisstrongintuitiveandthate2ttlbeachievedalotofinformationfromboreholewallsoitisanewmethodforboreholewallimagingKeywords

4、：Fish—eyelensFeaturecorrectionImagemosaicComputerversion目录摘要⋯⋯⋯⋯1ABSTRACT⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯2目录⋯⋯⋯3第一章绪论⋯⋯⋯⋯．11选题背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯12国内外同类研究现状⋯⋯⋯⋯213本文的主要研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4第二章理论基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯621鱼眼镜头简介一⋯⋯⋯⋯622鱼眼镜头成像模型⋯7230penCV相关背景⋯924测量系统构成和流程⋯10第三章鱼眼圈像校正部分⋯1331鱼眼校正引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1332钻孔内壁图像原理展开及实现⋯⋯⋯⋯⋯143Hough变换检测圆⋯1434鱼眼图像的校正

5、⋯⋯⋯2034本章小结⋯22第四章图像匹配和图像拼接⋯⋯2341数字图像拼接的定义⋯⋯⋯⋯⋯2342数字图像拼接的基本流程⋯2343数字图像拼接的预处理⋯2444圈像配准⋯⋯⋯⋯⋯2945图像融台⋯⋯⋯3946本章小结⋯⋯⋯⋯⋯41第五章钻孔内壁测量系统的具体实现⋯⋯4251系统简介⋯⋯⋯⋯4252钻孔内壁图像测量系统算法实验结果⋯⋯⋯⋯4253本章小结⋯⋯⋯45第六章总结与展望⋯一⋯⋯⋯4661本论文完成的主要工作⋯4662进一步的研究工作⋯～46致谢⋯⋯⋯48参考文献⋯⋯4911选题背景第一章绪论在当今社会。地质勘测测量方法不断的改进，发展日新月异，已经从传统的间接不可视的

6、方法，发展到了计算机视觉可视化的方法，大大的提高了人们的工作效率，节约了大量的成本代价。机器视觉技术是计算机科学的一个重要分支，它涉及到计算机、图像处理、模式识别、人工智能、光学、机械等多个领域，其功能及应用范围随着工业自动化的发展逐渐完善和推广。简言之，机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的终端系统处理，处理就是根据像素的相关信息，以转换为数字信号为目的的过程：终端对这些数字信号进行各种数学运算，以求抽取到特定系统需要的特征，得到图像的特征以后就可以使用一定的技术手段来指导我们的下一步操作提高生产的柔

7、性、加快生产自动化程度是计算机视觉的主要优势。计算机视觉常在一些极端危险的场景、或者人工不方便现场勘查的地方代替人的视觉来获取图像信息：现如今流水线海量生产的情况下，传统的人工检测已经不能满足生产生活的需要，引入计算机视觉以后可以大大的提高检验工作的效率和工作精度。计算机视觉另一个优势就是容易实现各种信息的集成分析，在人工智能及模式识别的辅助下，可以大大的加强计算机视觉的功能。在现实的生产生活中，计算视觉获取信息量大、处理方便、切实可行，并且与其它生产过程可以共享信息、集成方便，所以机器视觉