(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111661746.3 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 中建铁路投资 建设集团有限公司 地址 102627 北京市大兴区北兴 路30号中 建大兴之星 申请人 中国建筑股份有限公司 　 中建工程产业 技术研究院有限公司 (72)发明人 张书国　崔贤　郝传志　贾锟　 刘国杰　程威　邢宏科　屈辉　 苑志强　 (74)专利代理 机构 北京博识智 信专利代理事务 所(普通合伙) 16067 专利代理师 徐佳慧 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01)G06T 7/90(2017.01) G06T 17/00(2006.01) G06T 5/40(2006.01) G06T 5/00(2006.01) G01B 11/00(2006.01) (54)发明名称 一种梁体 外形外观照相检测系统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种梁体外形外观照相检测 工具及方法， 目的是解决市场上梁体外观质量检 测项目多、 周期长、 检测结果可靠度低的问题， 本 发明内容包括拍照成图、 图像处理、 图像特征位 置提取技术及3D测量系统。 首先使用相机对设置 靶标的梁体拍摄图像， 然后采用图像处理技术对 获取的图像进行技术处理， 再利用霍夫变换提取 二维数字图像中特征位置， 然后利用3D测量系统 建立二维数字图像中像点位置与空间物体表面 特征的位置关系， 从而构建物的三维轮廓， 基于 上序原理或技术进行系统集 成， 智能化进行梁体 外形外观检测， 并自动完成检测值与规范、 设计 值的比对， 操作简单， 成本低廉， 检测效率高， 具 有较好的工程应用价 值。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 114494431 A 2022.05.13 CN 114494431 A 1.一种梁体外形外观照相检测系统， 其特征在于： 包括靶标设置模块、 摄影取照模块、 图像处理模块、 图像特 征位置提取模块、 3D测量系统模块； 所述靶标设置模块包括多个靶标， 所述靶标设置 于被测梁体上； 所述摄影取照模块包括工业相机， 通过工业相机对被测梁体进行拍照， 获取彩色二维 数字图像； 所述图像处理模块用于优化摄影取照模块获取的图像质量， 降低环境中噪音对图像质 量影响， 凸显图像特 征； 所述图像特征位置模块用于针对图像处理模块处理后的二维数字图像， 通过霍夫变换 提取二维数字图像中特 征位置信息； 所述3D测量系统用于坐标转换， 通过图像处理模块、 图像特征位置模块处理后的二维 数字图像中的像点位置表达三维空间物体表面特征点的位置， 通过坐标系转换和信息提取 获得箱梁的外 部实际尺寸。 2.根据权利要求1所述的一种 梁体外形外观照相检测系统， 其特征在于： 所述的通过工 业相机对被测梁体进 行拍照是对被测梁体图像中靶标进行识别， 通过靶标的位置信息来更 加精确的定位被测物在现实中的位置信息 。 3.根据权利要求1所述的一种 梁体外形外观照相检测系统， 其特征在于： 所述的靶标需 要与被测梁体外表颜色形成强烈反差， 不可与被测物颜色一致或相似， 以提高对图像中靶 标的识别度。 4.根据权利要求1所述的一种 梁体外形外观照相检测系统， 其特征在于： 所述的图像处 理模块包括图像灰度化处 理单元、 灰度修 正单元、 直方图修 正单元、 空域滤波增强单 元； 所述灰度处 理单元用于将彩色二维数字图像灰度化； 所述灰度修正单元用于增强已经灰度化的图像的清晰度与对比度， 获取更佳的图像质 量； 所述直方图修正单元用于对图像 中低频、 高频灰度级进行均衡优化， 改变其灰度分布， 进一步优化图像质量； 所述空域滤波增强单元用于对图像中低频、 高频灰度级进行均衡优化， 改变其灰度分 布， 进一步优化图像质量。 5.根据权利要求1所述的一种梁体外形外观照相检测系统， 其特征在于： 所述3D测量系 统包括图像 像素坐标系 、 图像物理坐标系 、 摄像机坐标系 、 世界坐标系； 所述图像 像素坐标系由图像中M *N个像素灰度值组成的矩阵； 所述图像物理坐标系在图像 像素坐标系的基础上定义了毫米单位； 所述摄像机坐标系以摄像机模型为基础， 来描述图像与物的投影变换关系， 摄像机坐 标系与图像物理坐标系存在矩阵转换关系； 所述世界坐标系与摄像机坐标系之间的变换关系可由旋转矩阵与平移矩阵来加以描 述。 6.根据权利要求1所述的一种梁体外形外观照相检测系统， 其实现方法， 包括以下步 骤： S1： 拍照成图： 首先在被测梁体上设置靶标， 然后利用工业相机对被测梁体拍照， 采集 到梁体的二维彩色图像；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114494431 A 2S2： 对采集到的二维彩色图像进行灰度化处理： 使用加权平均法实现图像的转化， 图像 灰度化后， 后续图像特 征能进行 更好的提取、 匹配等处 理操作； S3： 对进行灰度化处理后的图像进行灰度修正处理： 通过变换增强函数增强已经灰度 化的图像的清晰度与对比度， 获取 更佳的图像质量； S4： 对进行灰度修正处理后的图像进行直方图修正处理： 通过均衡变换函数实现对图 像中低频、 高频 灰度级进行均衡优化， 改变其灰度分布， 进一 步优化图像质量； S5： 对进行直方图修正处理后的图像进行空域滤波增强处理： 通过Sobel算子对图像进 行锐化处 理， 处理后能降低噪声对图像的影响， 优化图像质量； S6： 对进行空域滤波增 强处理后的图像进行坐标转换： 3D测量系统通过四个坐标系之 间的矩阵转换， 实现由二维 图像信息来构建被测物的三维轮廓， 进而获得箱梁的外部实际 尺寸。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114494431 A 3