(19)中华 人民共和国 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 202210031457.3 (22)申请日 2022.01.12 (71)申请人 中国矿业大 学 地址 221000 江苏省徐州市南郊翟山 (72)发明人 唐守锋　范梦松　翟少奇　孙善雷　 贺新民　赵冠军　 (74)专利代理 机构 上海塔科专利代理事务所 (普通合伙) 31380 代理人 许新蕊 (51)Int.Cl. G06V 10/25(2022.01) G06T 17/20(2006.01) G06T 7/73(2017.01) G06V 10/44(2022.01) G06T 7/66(2017.01)G06T 7/50(2017.01) (54)发明名称 一种原油大罐内部三维重建与油泥识别方 法 (57)摘要 本发明公开了一种原油大罐内部三维重建 与油泥识别方法， 包括： 获取预处理后的多个原 油大罐内部图像； 提取所述原油大罐内部图像的 特征点； 采用极线搜索与块匹配技术寻找所述特 征点对应的像素点在相机运动后拍摄得到的另 一帧原油大罐内部图像中的位置； 根据所述两张 图像匹配完成的特征点对的位置计算所述相机 的位姿； 根据所述相机的位姿进行像素点的深度 估计， 恢复所述像素点的三维空间坐标； 将所述 三维空间坐标转换、 拼接得到点云地图， 将所述 点云地图进行三角网格化稠密重建并粘贴纹理 得到储油罐内部的三维重建模型。 本发明能够实 时稳定高效地对储油罐内部可见表面进行三维 可视化显示， 准确识别油泥位置， 以便精准高效 地清洗罐体上的油泥。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 114399631 A 2022.04.26 CN 114399631 A 1.一种原油大 罐内部三维重建与油泥识别方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 获取预处理后的多个原油大 罐内部图像； 提取所述原油大 罐内部图像的特 征点； 采用极线搜索与块匹配技术寻找所述特征点对应的像素点在相机运动后拍摄得到的 另一帧原油大 罐内部图像中的位置； 根据两张所述相机运动前后拍摄的图像匹配完成的特征点对的位置计算所述相机的 位姿； 根据所述相机的位姿进行像素点的深度估计， 根据深度估计恢 复所述像素点的三维空 间坐标； 将所述三维空间坐标转换为点云进行拼接以得到点云地图， 在所述点云地图上使用三 角网格化稠密重建并粘贴纹 理得到储油罐内部的可视化的三维重建模型。 2.根据权利要求1所述的一种原油大罐内部三维重建与油泥识别方法， 其特征在于， 在 获取预处理后的多个原油大 罐内部图像后， 还 包括如下步骤： 采用快速引导滤波对所述原油大 罐内部图像进行保边降噪得到降噪图像； 计算所述降噪图像的梯度幅度和方向来估计 每一点处的边 缘强度与方向； 根据所述梯度幅度和方向进行非极大值抑制； 通过OTSU最大类间方差法自适应地选取阈值 来确定并连接图像边 缘； 转化并输出包 含物体轮廓线的图像序列， 自动识别出图像序列中是否包 含油泥。 3.根据权利要求1所述的一种原油大罐内部三维重建与油泥识别方法， 其特征在于， 所 述获取预处理后的多个原油大 罐内部图像的步骤之前还 包括如下步骤： 接收监控设备采集的图像序列； 采用非线性变换与多尺度卷积计算来提升图像序列的亮度和对比度， 得到预处理后的 多个原油大 罐内部图像。 4.根据权利要求1所述的一种原油大罐内部三维重建与油泥识别方法， 其特征在于， 提 取所述原油大 罐内部图像的特 征点的具体方法为： 采用ORB特 征提取算法实现特 征点的提取。 5.根据权利要求1所述的一种原油大罐内部三维重建与油泥识别方法， 其特征在于， 根 据两张所述相机运动前后拍摄的图像匹配完成的特征点对的位置计算所述相机的位姿的 具体步骤如下： 根据两张图像上匹配的特征点对， 利用八点法可以求解出本质矩阵， 所述本质矩阵满 足公式： 其中E为本质矩阵， K为相机的内参矩阵， p1、 p2为两张图像上匹配 的特征点对； 由如下公式： E＝tΛR， 根据奇异值分解， 求 解相机的平 移向量t和旋转向量R。 6.根据权利要求1所述的一种原油大罐内部三维重建与油泥识别方法， 其特征在于， 根 据所述相机的位姿进 行像素点的深度估计， 根据深度估计恢复所述像素点的三维空间坐标 的具体步骤如下： S151： 假设某个 像素点的深度d服从高斯分布， 公式如下： P(d)＝N( μ， σ2)；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114399631 A 2S152： 当新的数据产生时， 假设其也服从高斯分布， 根据极线搜索和块匹配可以确定参 考帧中某个 像素在当前帧的投影点的位置； S153： 根据几何关系计算 三角化后的深度及不确定性； S154： 将当前观测融合进上一次的估计中， 若不确定性小于设置的阈值时， 收敛则停止 计算， 否则返回步骤S152。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114399631 A 3