綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于礦用監視顯示系統，特別涉及一種用于綜采工作面的視頻圖像拼接顯示系統。
【背景技術】
[0002]煤礦井下綜采工作面因為遠離地面因為遠離地面、地形復雜、環境惡劣等諸多條件限制，一般采用攝像機進行區域監控。若采用單臺攝像機，由于其視角有限，無法覆蓋整個區域的視場范圍；若采用多臺攝像機，雖然可覆蓋整個綜采工作面，但是顯示畫面多，且畫面之間存在相互干擾。因此，現有的綜采工作面的監視顯示系統難以使遠端調度室全面了解整個綜采工作面的工況，無法快速、準確地進行生產監控和對現場故障進行遠程輔助決策。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于:提供一種基于動態視頻拼接的綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用如下的技術方案:
[0005]綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統，包括攝像機、視頻編碼模塊、圖像拼接控制模塊、圖像拼接顯示模塊和計算機；固定于綜采設備的支架并隨支架行走的數臺攝像機與視頻編碼模塊連接，其采集綜采工作面的模擬信號圖像并傳輸給視頻編碼模塊；視頻編碼模塊與計算機連接，其對采集自綜采工作面的數段模擬信號圖像分別進行編碼并傳輸給計算機；計算機與圖像拼接控制模塊連接，基于多尺度特征點的檢測和匹配對各圖像進行拼接；計算機與圖像拼接顯示模塊連接，設置各圖像排列規則并在計算機上進行全景圖像顯示。
[0006]在某優選的實施例中，計算機還對編碼的數據進行消除亮度、色度差異的預處理。
[0007]在某優選的實施例中，計算機為礦用隔爆兼本安型計算機。
[0008]本實用新型的有益效果在于:該綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統基于動態視頻拼接技術，實現綜采工作面的全景圖像顯示，使工作面的工況得到準確、實時地重現，為工作面的調度和管理提供有效的輔助手段。
【附圖說明】
[0009]圖1為綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統的信號傳輸示意圖。
[0010]圖2為綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統的攝像機設置示意圖。
[0011]圖3為綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統的圖像拼接控制的流程圖。
[0012]圖4為綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統的圖像拼接顯示的流程圖。
[0013]附圖標記的含義:U1-視頻編碼模塊，U2-礦用隔爆兼本安型計算機，U3-圖像拼接控制模塊，U4-圖像拼接顯示模塊；1-采煤機，2-刮板輸送帶，3-液壓支架，4-攝像機。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖具體描述本實用新型的綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統。
[0015]參見附圖1，本實用新型的綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統包括:視頻編碼模塊Ul、圖像拼接控制模塊U3、圖像拼接顯示模塊U4和礦用隔爆兼本安型計算機U2 (以下簡稱計算機U2)。首先，視頻編碼模塊Ul對采集自綜采工作面的數段模擬信號圖像分別進行編碼，并傳輸給計算機U2。其次，計算機U2對圖像編碼數據進行消除亮度、色度差異的預處理后。再次，計算機U2調用圖像拼接控制模塊U3，基于多尺度特征點的檢測和匹配對各圖像進行拼接。其過程包括:1)圖像拼接控制模塊U3基于相位相關算法對各圖像的重疊區域進行計算，在重疊區域內進行特征點檢測；2)圖像拼接控制模塊U3對各圖像進行特征點的檢測和匹配；3)圖像拼接控制模塊U3基于RANSAC方法消除其中的外點；4)圖像拼接控制模塊U3基于全局優化算法消除誤差積累，獲得各圖像的全局對準參數；5)圖像拼接控制模塊U3基于全局對準參數將各圖像投影到全局坐標系中(各攝像機之間的單應矩陣一旦確定即不再發生變化)，獲得合成圖像序列，并反饋給計算機U2。然后，計算機U2調用圖像拼接顯示模塊U4，其根據計算機U2顯示屏的大小和畫面分割比例設置各圖像的排列規則，并反饋給計算機U2。最后，計算機U2進行全景圖像顯示。
[0016]綜采工作面的攝像機的配準幾何分布結構是實現圖像配準的基礎。通過圖像配準找出待匹配的兩幅圖像之間的幾何變換關系，即旋轉、縮放、平移等仿射變換參數，以便對圖像進行對齊。通過攝像機排列的幾何關系，實現圖像的配準，便于后續的圖像拼接。參見附圖2，采煤機I向左移動，對煤層進行切割和破碎。刮板輸送帶2位于采煤機I下方，承接并傳輸掉落的碎煤。液壓支架3支撐刮板輸送帶2。攝像機4固定于液壓支架，并隨液壓支架行走。
[0017]圖像拼接控制模塊基于多尺度特征點的檢測和匹配對各圖像進行拼接。參見附圖3，為基于SIFT特征點的圖像拼接流程圖(以兩段圖像為例)。首先，對圖像A和圖像B分別提取SIFT特征點；其次，將二者的特征點進行匹配；再次，計算兩段圖像的幾何變換參數；然后，將圖像A和基于幾何變換參數進行逆向幾何變換的圖像B進行拼接和融合；最后，獲得圖像A和圖像B的合成拼接圖像。
[0018]圖像拼接顯示模塊根據計算機顯示屏的大小與畫面分割比例設置各圖像的排列規則。參見附圖4，為圖像拼接顯示的流程圖。首先，圖像拼接顯示模塊檢測計算機顯示屏的分辨率設置圖像大小；其次，圖像拼接顯示模塊設置各個圖像的排列規則；再次，圖像拼接顯示模塊反饋信號給計算機，計算機進行全景圖像顯示。
[0019]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和優點。本領域的普通技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本實用新型的保護范圍，凡采用等同替換等方式所獲得的技術方案，均落于本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統，包括攝像機、視頻編碼模塊、圖像拼接控制模塊、圖像拼接顯示模塊和計算機；固定于綜采設備的支架并隨支架行走的數臺攝像機與視頻編碼模塊連接，其采集綜采工作面的模擬信號圖像并傳輸給視頻編碼模塊；視頻編碼模塊與計算機連接，其對采集自綜采工作面的數段模擬信號圖像分別進行編碼并傳輸給計算機；計算機與圖像拼接控制模塊連接，基于多尺度特征點的檢測和匹配對各圖像進行拼接；計算機與圖像拼接顯示模塊連接，設置各圖像排列規則并在計算機上進行全景圖像顯示。
2.如權利要求1所述的綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統，其特征在于:所述計算機還對編碼的數據進行消除亮度、色度差異的預處理。
3.如權利要求1所述的綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統，其特征在于:所述計算機為礦用隔爆兼本安型計算機。
【專利摘要】本實用新型提供一種綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統，包括視頻編碼模塊、圖像拼接控制模塊、圖像拼接顯示模塊和計算機。視頻編碼模塊對采集自綜采工作面的數段模擬信號圖像分別進行編碼并傳輸給計算機。計算機調用圖像拼接控制模塊，基于多尺度特征點的檢測和匹配對各圖像進行拼接。計算機調用圖像拼接顯示模塊設置各圖像排列規則，并在計算機上進行全景圖像顯示。該綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統基于動態視頻拼接技術，實現綜采工作面的全景圖像顯示，使工作面的工況得到準確、實時地重現，為工作面的調度和管理提供有效的輔助手段。
【IPC分類】H04N7-18, H04N5-265
【公開號】CN204334796
【申請號】CN201420530207
【發明人】趙云, 顧軍, 蘇軍, 黃忠光
【申請人】徐州中礦大華洋通信設備有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年9月15日