(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 202210712186.8 (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 中国人民解 放军陆军工程大 学 地址 050003 河北省石家庄市和平西路97 号 (72)发明人 邵新杰　潘硕　刘金华　宋彬　 王怀光　唐香珺　李晓磊　吴定海　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 王爱涛 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06T 7/11(2017.01) G06T 7/136(2017.01) G06T 7/68(2017.01) G06V 10/762(2022.01) (54)发明名称 一种管道内表面 三维重建检测系统 (57)摘要 本发明涉及一种管道内表面三维重建检测 系统， 方法包括： 获取相机参数； 获取若干个光平 面的编号集； 编号集包括平面参数、 平面编号、 平 面宽度和平 面中心距离； 将若干个光平面投影到 待测管道的内表面， 对内表面进行采集得到光条 纹图像； 提取光条纹图像中每个光条纹的中心线 坐标， 得到中心线坐标集； 基于中心线坐标集得 到每个光条 纹的条纹中心距离； 基于条纹中心距 离、 平面中心距离、 平面宽度和条纹宽度得到每 个光条纹的条纹编号； 基于相机参数、 光条纹图 像、 平面参数、 条纹编号和平面编号进行三维重 建， 得到管道内表面三维重建模型。 本发明通过 多个光平 面， 能够实现高精度的管道内表面三维 重建。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 115187726 A 2022.10.14 CN 115187726 A 1.一种管道内表面 三维重建检测方法， 其特 征在于， 包括： 获取相机参数； 获取若干个光平面的编号集； 所述编号集包括平面参数、 平面编号、 平 面宽度和平面中心 距离； 将若干个光平面投影到待测管道的内表面， 对内表面进行采集得到光条纹图像； 提取所述光条纹图像中每 个光条纹的中心线坐标， 得到中心线坐标集； 基于所述中心线坐标集得到每 个光条纹的条纹中心 距离； 基于所述条纹中心距离、 所述平面中心距离、 所述平面宽度和条纹宽度得到每个光条 纹的条纹编号； 基于所述相机参数、 所述光条纹图像、 所述平面参数、 所述条纹编号和所述平面编号进 行三维重建， 得到管道内表面 三维重建模型。 2.根据权利要求1所述的管道内表面三维重建检测方法， 其特征在于， 基于线结构光标 定法得到所述相机参数和每 个光平面的所述平面 参数。 3.根据权利要求1所述的管道内表面三维重建检测方法， 其特征在于， 所述提取所述光 条纹图像中每 个光条纹的中心点 坐标， 得到中心点 坐标集， 具体为： 基于阈值分割和 Steger法提取所述光条纹图像中每个光条纹的中心线坐标， 得到初始 中心线坐标集； 对所述初始中心线坐标集进行聚类得到所述中心线坐标集； 所述中心线坐标集包括每 个光条纹中心线对应的坐标向量。 4.根据权利要求1所述的管道内表面三维重建检测方法， 其特征在于， 所述基于所述条 纹中心距离、 所述平面中心距离、 所述平面宽度和条纹宽度得到每个光条纹的条纹编号， 具 体为： 将条纹中心距离和所述条纹宽度与 所述平面宽度和所述平面中心距离进行匹配， 得到 所述条纹编号。 5.根据权利要求1所述的管道内表面三维重建检测方法， 其特征在于， 所述基于所述相 机参数、 所述光条纹图像、 所述平面参数、 所述条纹编号和所述平面编号进行三维重建， 得 到管道内表面 三维重建模型， 具体为： 基于所述条纹编 号和所述平面编 号将所述平面参数赋值给编 号相同的光条纹， 得到每 个光条纹的条纹参数； 基于所述光条纹图像、 所述相机参数和每个光条纹的所述条纹参数进行三维重建， 得 到所述管道内表面 三维图像。 6.一种管道内表面 三维重建检测系统， 其特 征在于， 包括： 数据获取模块， 用于获取相机参数； 获取若干个光平面的编 号集； 所述编号集包括平面 参数、 平面编号、 平面宽度和平面中心 距离； 图像采集模块， 用于将若干个光平面投影到待测管道的内表面， 对内表面进行采集得 到光条纹图像； 坐标提取模块， 用于提取所述光条纹图像中每个光条纹的中心线坐标， 得到中心线坐 标集； 距离计算模块， 用于基于所述中心线坐标集得到每 个光条纹的条纹中心 距离； 编号模块， 用于基于所述条纹中心距离、 所述平面中心距离、 所述平面宽度和条纹宽度权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115187726 A 2得到每个光条纹的条纹编号； 三维重建模块， 用于基于所述相机参数、 所述光条纹图像、 所述平面参数、 所述条纹编 号和所述平面编号进行三维重建， 得到管道内表面 三维重建模型。 7.根据权利要求6所述的管道内表面三维重建检测系统， 其特征在于， 所述数据获取模 块基于线结构光标定法得到所述相机参数和每 个光平面的所述平面 参数。 8.根据权利要求6所述的管道内表面三维重建检测系统， 其特征在于， 所述坐标提取模 块具体为： 基于阈值分割和 Steger法提取所述光条纹图像中每个光条纹的中心线坐标， 得到初始 中心线坐标集； 对所述初始中心线坐标集进行聚类得到所述中心线坐标集； 所述中心线坐标集包括每 个光条纹中心线对应的坐标向量。 9.根据权利要求6所述的管道内表面三维重建检测系统， 其特征在于， 所述图像采集模 块包括激光器、 结构光 栅、 第一反射镜、 第二反射镜和相机； 所述激光器发射的LED平行光透过 所述结构光 栅后得到若干个所述 光平面； 所述第一反射镜将若干个所述平面 光反射投影至待测管道的内表面； 若干个所述平面光在内表面反射后进入第 二反射镜， 在所述第 二反射镜反射后进入所 述相机进行成像， 得到所述 光条纹图像。 10.根据权利要求6所述的管道内表面三维重建检测系统， 其特征在于， 所述三维重建 模块具体为： 基于所述条纹编 号和所述平面编 号将所述平面参数赋值给编 号相同的光条纹， 得到每 个光条纹的条纹参数； 基于所述光条纹图像、 所述相机参数和每个光条纹的所述条纹参数进行三维重建， 得 到所述管道内表面 三维图像。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115187726 A 3