声波测距单元131用于获取所述视觉智能采集系统I与受检测表面之间的距离。多个所述超声波测距单元131均匀分布于所述视觉智能采集系统I四周。
[0035]请同时参阅图2和图3，图2是本实用新型提供的视觉智能采集系统的工作流程图；图3是本实用新型提供的视觉智能采集系统的联合定位系统的工作流程图。
[0036]具体实施时，所述视觉智能采集系统I包括粗扫描和精扫描两种工作状态。
[0037]当实施粗扫描时，在所述总控系统14控制下，所述视觉智能采集系统I快速移动于受检测表面，采集受检测表面的视觉信息，实现裂缝的提取、定位与追踪。
[0038]所述高分辨率图样采集单元111采集受检测表面的灰度信息。所述工业相机1111通过拍摄受检测表面，获取受检测表面的灰度信息，所述大功率散射光源1112发射散射光线，保证所述工业相机1111在光线不足的情况下也能得到较为清晰的图像。
[0039]同时，所述结构光图像采集单元112采集受检测表面的三维信息。所述线扫描式红外激光器1121对受检测表面发射激光，在受检测表面起伏的地方，激光在所述3D相机1122上的成像便会发生折曲，从而获得灰度信息中难以获得的三维信息，去除所述高分辨率图样采集单元111获得的伪裂缝信息，提高裂缝提取数量的同时保证较高的正确率。
[0040]同时，所述联合定位系统12采集所述视觉智能采集系统I的空间位置，对裂缝进行定位及跟踪，便于精扫描中定位裂缝位置。
[0041]所述高精度编码器121采集无误差累计的所述视觉智能采集系统I的位移数据，所述微型惯导定位单元122采集所述视觉智能采集系统I的姿态角和空间偏移量，实现较高精度的局部定位。
[0042]同时，利用所述工业相机1111和所述3D相机1121采集的灰度信息和三维信息，从中获取受检测表面的几何结构信息和视觉特征信息，实现一定精度的定位。
[0043]所述联合定位系统12的工作内容主要包含如下几个部分:
[0044]一、初始化配准。将各个系统的定位数据转换到同一个坐标系中。
[0045]二、数据的同步采集。所述图像采集系统11每采集一次信息，同时获得对应的所述高精度编码器121和微型惯导定位单元122的数据。
[0046]三、视觉定位算法。利用所述图像采集单元11采集的信息提取特征点和线，实现视觉定位，从而得到当前视觉特征的空间位置和姿态。
[0047]四、组合定位算法。建立组合定位的卡尔曼滤波方程，实现多组定位数据之间的联合定位。
[0048]同时，所述防撞系统13采集所述视觉智能采集系统I与受检测表面之间的距离。多个所述超声波测距单元131分别采集所述视觉智能采集系统I与受检测表面之间的距离，当距离小于安全距离时，采取紧急自动制动，防止所述视觉智能采集系统I与受检测表面发生碰撞，保障所述视觉智能采集系统I的安全。
[0049]在粗扫描获得受检测表面的灰度信息和三维信息后，经过固定算法处理，提取出受检测表面的裂缝信息。当由于各种原因某些部位的裂缝信息存在不确定时，为了进一步确定保证桥梁安全，在粗扫描以后需要精扫描。
[0050]当实施精扫描时，在所述总控系统14控制下，首先通过所述联合定位系统12定位不确定区域的空间位置，规划出精扫描时的路径，缩短所述视觉智能采集系统I的工作距离。
[0051]同时，调整所述所述图像采集系统11至最佳工作状态，沿所述联合定位系统12根据裂缝信息规划的路径进行扫描，或者是对粗扫描时无法工作的区域进行扫描。
[0052]所述防撞系统13的工作内容与粗扫描时一致，在此不做赘述。
[0053]相较于现有技术，本实用新型提供的所述视觉智能采集系统I具有以下有益效果:
[0054]一、采用所述高分辨率图像采集单元111和所述结构光图像采集单元112两者相互综合检测的方法，同时兼顾受检测表面的灰度信息与三维信息，弥补各自的不足，提高检测的速度与准确度。
[0055]二、所述联合定位系统12的定位方式，解决了 GPS/GNSS RTK定位方法在桥底环境下定位稳定性不足的问题，同时相较于价格昂贵的高性能IMU，所述联合定位系统12具有低成本，高性价比，稳定性强等优势。
[0056]三、所述视觉智能采集系统I采集、记录下来的数据可以不断累积，一方面可以作为历史数据，用于阶段性或长期性的桥梁检测规划，另一方面，累积的数据是相关企业、政府部门提高其核心竞争力的关键因素。
[0057]四、所述视觉智能采集系统I的体积小，重量轻，能搭载在各种移动平台上，运用于多种环境下的裂缝提取。
[0058]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。
【主权项】
1.一种视觉智能采集系统，其特征在于:包括图像采集系统和总控系统，所述图像采集系统与所述总控系统连接，所述图像采集系统包括高分辨率图像采集单元和结构光图像采集单元，所述高分辨率图像采集单元和所述结构光图像采集单元分别与所述总控系统连接，所述高分辨率图像采集单元用于获取受检测表面的灰度信息，所述结构光图像采集单元用于获取受检测表面的三维信息，所述总控系统用于同步控制所述图像采集系统。
2.根据权利要求1所述的视觉智能采集系统，其特征在于:所述高分辨率图像采集单元包括多个工业相机和大功率散射光源，所述工业相机用于获取受检测表面的灰度信息，所述大功率散射光源用于提供光源，多个所述工业相机分别呈一定夹角设置。
3.根据权利要求1所述的视觉智能采集系统，其特征在于:所述结构光图像采集单元包括多个3D相机和线扫描式红外激光器，所述3D相机用于获取受检测表面的三维信息，所述线扫描式红外激光器用于对受检测表面发射激光，多个所述3D相机和所述线扫描式红外激光器分别呈一定夹角设置。
4.根据权利要求1所述的视觉智能采集系统，其特征在于:所述视觉智能采集系统还包括联合定位系统，所述联合定位系统与所述总控系统连接，受所述总控系统控制，所述联合定位系统用于定位及跟踪受检测表面的裂缝位置。
5.根据权利要求4所述的视觉智能采集系统，其特征在于:所述联合定位系统包括高精度编码器和微型惯导定位单元，所述高精度编码器用于获取无误差累计的所述视觉智能采集系统的位移数据，所述微型惯导定位单元用于获取所述视觉智能采集系统的姿态角和空间偏移量。
6.根据权利要求5所述的视觉智能采集系统，其特征在于:所述微型惯导定位单元包括陀螺仪和加速度计，所述陀螺仪用于获取所述视觉智能采集系统的姿态角，所述加速度计用于获取所述视觉智能采集系统的空间偏移量。
7.根据权利要求1所述的视觉智能采集系统，其特征在于:所述视觉智能采集系统还包括防撞系统，所述防撞系统与所述总控系统连接，受所述总控系统控制，所述防撞系统用于防止所述视觉智能采集系统与受检测表面发生碰撞。
8.根据权利要求7所述的视觉智能采集系统，其特征在于:所述防撞系统包括多个超声波测距单元，所述超声波测距单元用于获取所述视觉智能采集系统与受检测表面之间的距离，多个所述超声波测距单元均匀分布于所述视觉智能采集系统四周。
【专利摘要】本实用新型提供一种视觉智能采集系统。所述视觉智能采集系统包括图像采集系统和总控系统，所述图像采集系统与所述总控系统连接，所述图像采集系统包括高分辨率图像采集单元和结构光图像采集单元，所述高分辨率图像采集单元和所述结构光图像采集单元分别与所述总控系统连接，所述高分辨率图像采集单元用于获取受检测表面的灰度信息，所述结构光图像采集单元用于获取受检测表面的三维信息，所述总控系统用于同步控制所述图像采集系统。本实用新型提供的所述视觉智能采集系统解决了现有技术的桥梁检测方法检测效率低、检测精度低、劳动强度大、安全性低、成本高、信息化程度低的技术问题。
【IPC分类】G01N21-88
【公开号】CN204575557
【申请号】CN201520299931
【发明人】姚剑, 谢仁平, 万智, 刘亚辉, 刘康
【申请人】湖南桥康智能科技有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月11日