一种基于机器视觉的水下结构物裂缝检测系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 107576665 A(43)申请公布日 2018.01.12

(21)申请号 201710949148.3(22)申请日 2017.10.12

(71)申请人 上海遨拓深水装备技术开发有限公

司

地址 200234 上海市浦东新区临港海洋高

新技术产业化基地A0201街坊1191号(72)发明人 张涛　朱俊　金川　钱建华　(74)专利代理机构 上海精晟知识产权代理有限

公司 31253

代理人 冯子玲(51)Int.Cl.

G01N 21/88(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图2页

CN 107576665 A(54)发明名称

一种基于机器视觉的水下结构物裂缝检测系统

(57)摘要

本发明公开了一种基于机器视觉的水下结构物裂缝检测系统，包括机柜、水下机器人和裂缝检测系统，机柜上安装工业显示器，且工业显示器的下方安装工控主机，工业显示器通过导线连接工控主机，且裂缝检测系统包括工业显示器和工控主机；水下机器人上安装有水下相机和水下灯，且水下机器人将水下视频信号传送给裂缝检测系统，同时将其自身产生的ROV控制信号传送给POV主控平台；本发明的水下结构物裂缝检测系统利用ROV传输回来的视频信号，能直接显示水下视频信号，具备视频保存回放，水下视频去雾，增强显示，裂缝检测等功能，方便ROV操作员实时监控ROV水下工作情况，并实时打印裂缝信息，对检测结果给出量化结果，缩短施工时间和施工数据处理时间。

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权　利　要　求　书

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1.一种基于机器视觉的水下结构物裂缝检测系统，包括机柜(1)、水下机器人(8)和裂缝检测系统(10)，其特征在于，所述机柜(1)上安装工业显示器(2)，所述工业显示器(2)的一侧连接配套的键盘鼠标(3)，以便于工作人员通过其选择工业显示器(2)的显示内容；且所述工业显示器(2)的下方安装工控主机(4)，所述工业显示器(2)通过导线连接工控主机(4)，且所述裂缝检测系统(10)包括工业显示器(2)和一台处理器为Core i5、内存为8G的工控主机(4)；所述水下机器人(8)上安装有水下相机(6)和水下灯(7)，且所述水下机器人(8)通过水下相机(6)拍摄水下画面，并将拍摄到的水下视频信号(9)传送给裂缝检测系统(10)，同时将其自身产生的ROV控制信号(11)传送给POV主控平台(11)，所述裂缝检测系统(10)通过一系列的图像复原、图像保存、本体图像播放、图像分割、干扰物识别以及裂缝识别处理，将所述水下视频信号(9)处理成裂缝信息，并在所述工业显示器(2)上显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的水下结构物裂缝检测系统，其特征在于，所述机柜(1)的上方设置预留空间，且所述机柜(1)的后侧连接带有若干个插头的插线板(5)，以便于通过导线连接其他设备。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的水下结构物裂缝检测系统，其特征在于，所述工控主机(4)内包括ROV主控平台(12)，且所述ROV主控平台(12)通过接收的ROV控制信号(11)控制水下机器人(8)工作。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的水下结构物裂缝检测系统，其特征在于，所述水下相机(6)和水下灯(7)均利用水下机器人(8)为视觉系统的承载平台，且所述水下相机(6)采用海康威视生产的CCD型数字摄像机，具有网络接口，并在摄像机的外部添加了耐压防水封装；所述水下灯(7)为LED灯。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的水下结构物裂缝检测系统，其特征在于，所述裂缝检测系统(10)采用QT5.6和Opencv结合开发而成，用QT Creator的基础类库来完成应用程序界面的开发，用Opencv来完成底层图像处理程序的开发。

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说　明　书

一种基于机器视觉的水下结构物裂缝检测系统

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技术领域

[0001]本发明涉及一种水下结构物裂缝检测系统，特别涉及一种基于机器视觉的水下结构物裂缝检测系统，属于裂缝检测系统技术领域。背景技术

[0002]目前水库或水坝坝面裂缝检测主要依靠ROV携带高清水下相机完成，ROV的视频显示系统只能简单的显示水下视频信号。在实际施工中只能通过相机传输回来的视频信号粗略估裂缝的实际宽度，不能对裂缝有个量化得评估，在最终评判裂缝对水库影响时，容易造成误判。也影响检测效果。发明内容

[0003]本发明提出了一种基于机器视觉的水下结构物裂缝检测系统，解决了现有技术中通过相机传输回来的视频信号粗略估裂缝的实际宽度，不能对裂缝有个量化得评估，在最终评判裂缝对水库影响时，容易造成误判，也影响检测效果的问题。[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：[0005]本发明一种基于机器视觉的水下结构物裂缝检测系统，包括机柜、水下机器人和裂缝检测系统，所述机柜上安装工业显示器，所述工业显示器的一侧连接配套的键盘鼠标，以便于工作人员通过其选择工业显示器的显示内容；且所述工业显示器的下方安装工控主机，所述工业显示器通过导线连接工控主机，且所述裂缝检测系统包括工业显示器和一台处理器为Core i5、内存为8G的工控主机；所述水下机器人上安装有水下相机和水下灯，且所述水下机器人通过水下相机拍摄水下画面，并将拍摄到的水下视频信号传送给裂缝检测系统，同时将其自身产生的ROV控制信号传送给POV主控平台，所述裂缝检测系统通过一系列的图像复原、图像保存、本体图像播放、图像分割、干扰物识别以及裂缝识别处理，将所述水下视频信号处理成裂缝信息，并在所述工业显示器上显示。[0006]作为本发明的一种优选技术方案，所述机柜的上方设置预留空间，且所述机柜的后侧连接带有若干个插头的插线板，以便于通过导线连接其他设备。[0007]作为本发明的一种优选技术方案，所述工控主机内包括ROV主控平台，且所述ROV主控平台通过接收的ROV控制信号控制水下机器人工作。[0008]作为本发明的一种优选技术方案，所述水下相机和水下灯均利用水下机器人为视觉系统的承载平台，且所述水下相机采用海康威视生产的CCD型数字摄像机，具有网络接口，并在摄像机的外部添加了耐压防水封装；所述水下灯为LED灯。[0009]作为本发明的一种优选技术方案，所述裂缝检测系统采用QT5.6和Opencv结合开发而成，用QT Creator的基础类库来完成应用程序界面的开发，用Opencv来完成底层图像处理程序的开发。

[0010]本发明所达到的有益效果是：本发明的水下结构物裂缝检测系统利用ROV传输回来的视频信号，能直接显示水下视频信号，具备视频保存回放，水下视频去雾，增强显示，裂

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缝检测等功能，方便ROV操作员实时监控ROV水下工作情况，并实时打印裂缝信息，对检测结果给出量化结果，缩短施工时间和施工数据处理时间，且裂缝检测系统包括工控主机和工业显示器，保证了系统在施工现场中的稳定性，也方便机柜安装式接口。也适合利用在大型作业级ROV的水面监控站，系统组成简单，方便ROV在施工中快速得到裂缝检测效果，也为后期检测数据处理提供了方便。

附图说明

[0011]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：[0012]图1是本发明的主观结构示意图；[0013]图2是本发明的机柜后视结构示意图；

[0014]图3是本发明的裂缝检测系统与ROV链接结构示意图；[0015]图4是本发明的裂缝检测系统原理图；[0016]图中：1、机柜；2、工业显示器；3、键盘鼠标；4、工控主机；5、插线板；6、水下相机；7、水下灯；8、水下机器人；9、水下视频信号；10、裂缝检测系统；11、ROV控制信号；12、ROV主控平台。

具体实施方式

[0017]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。[0018]实施例1

[0019]如图1-4所示，本发明提供一种基于机器视觉的水下结构物裂缝检测系统，包括机柜1、水下机器人8和裂缝检测系统10，机柜1上安装工业显示器2，工业显示器2的一侧连接配套的键盘鼠标3，以便于工作人员通过其选择工业显示器2的显示内容；且工业显示器2的下方安装工控主机4，工业显示器2通过导线连接工控主机4，且裂缝检测系统10包括工业显示器2和一台处理器为Core i5、内存为8G的工控主机4；水下机器人8上安装有水下相机6和水下灯7，且水下机器人8通过水下相机6拍摄水下画面，并将拍摄到的水下视频信号9传送给裂缝检测系统10，同时将其自身产生的ROV控制信号11传送给POV主控平台11，裂缝检测系统10通过一系列的图像复原、图像保存、本体图像播放、图像分割、干扰物识别以及裂缝识别处理，将水下视频信号9处理成裂缝信息，并在工业显示器2上显示。[0020]机柜1的上方设置预留空间，且机柜1的后侧连接带有若干个插头的插线板5，以便于通过导线连接其他设备。

[0021]工控主机4内包括ROV主控平台12，且ROV主控平台12通过接收的ROV控制信号11控制水下机器人8工作。

[0022]水下相机6和水下灯7均利用水下机器人8为视觉系统的承载平台，且水下相机6采用海康威视生产的CCD型数字摄像机，具有网络接口，并在摄像机的外部添加了耐压防水封装；水下灯7为LED灯，LED灯的亮度特性，尽可能地突出被检测的混凝土结构表面的裂缝，使得采集到的图像中，裂缝区域与背景区域之间能尽可能地产生明显的区别。[0023]裂缝检测系统10采用QT5.6和Opencv结合开发而成，用QT Creator的基础类库来

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完成应用程序界面的开发，用Opencv来完成底层图像处理程序的开发。[0024]根据本公司实际施工中的需求，利用机器视觉系统结构、功能，完成了对水坝，水库等混凝土结构水下表面裂缝检测系统的总体设计。在硬件方面，通过对比分析，设计了适合于水下环境的图像采集系统，利用现有水下机器人8作为视觉系统的承载平台；在软件方面，利用图像复原、图像增强显示、图像分割和裂缝检测算法为基础，开发出了一套高效、易用的软件平台，从而使该系统利用ROV传输回来的水下视频信号9，并将其传送给裂缝检测系统10，裂缝检测系统10通过一系列的图像复原、图像保存、本体图像播放、图像分割、干扰物识别以及裂缝识别处理，将水下视频信号9处理成裂缝信息，并在工业显示器2上显示；具备视频保存回放，水下视频去雾，增强显示，裂缝检测等功能，方便ROV操作员实时监控ROV水下工作情况，并实时打印裂缝信息，对检测结果给出量化结果，缩短施工时间，和施工数据处理时间。

[0025]本发明的水下结构物裂缝检测系统利用ROV传输回来的视频信号，能直接显示水下视频信号9，具备视频保存回放，水下视频去雾，增强显示，裂缝检测等功能，方便ROV操作员实时监控ROV水下工作情况，并实时打印裂缝信息，对检测结果给出量化结果，缩短施工时间和施工数据处理时间，且裂缝检测系统10包括工控主机4和工业显示器2，保证了系统在施工现场中的稳定性，也方便机柜安装式接口，也适合利用在大型作业级ROV的水面监控站，系统组成简单，方便ROV在施工中快速得到裂缝检测效果，也为后期检测数据处理提供了方便。

[0026]最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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图1

图2

图3

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图4

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