综采工作面视频图像拼接显示系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于矿用监视显示系统，特别涉及一种用于综采工作面的视频图像拼接显示系统。
【背景技术】
[0002]煤矿井下综采工作面因为远离地面因为远离地面、地形复杂、环境恶劣等诸多条件限制，一般采用摄像机进行区域监控。若采用单台摄像机，由于其视角有限，无法覆盖整个区域的视场范围；若采用多台摄像机，虽然可覆盖整个综采工作面，但是显示画面多，且画面之间存在相互干扰。因此，现有的综采工作面的监视显示系统难以使远端调度室全面了解整个综采工作面的工况，无法快速、准确地进行生产监控和对现场故障进行远程辅助决策。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于:提供一种基于动态视频拼接的综采工作面视频图像拼接显示系统。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案:
[0005]综采工作面视频图像拼接显示系统，包括摄像机、视频编码模块、图像拼接控制模块、图像拼接显示模块和计算机；固定于综采设备的支架并随支架行走的数台摄像机与视频编码模块连接，其采集综采工作面的模拟信号图像并传输给视频编码模块；视频编码模块与计算机连接，其对采集自综采工作面的数段模拟信号图像分别进行编码并传输给计算机；计算机与图像拼接控制模块连接，基于多尺度特征点的检测和匹配对各图像进行拼接；计算机与图像拼接显示模块连接，设置各图像排列规则并在计算机上进行全景图像显示。
[0006]在某优选的实施例中，计算机还对编码的数据进行消除亮度、色度差异的预处理。
[0007]在某优选的实施例中，计算机为矿用隔爆兼本安型计算机。
[0008]本实用新型的有益效果在于:该综采工作面视频图像拼接显示系统基于动态视频拼接技术，实现综采工作面的全景图像显示，使工作面的工况得到准确、实时地重现，为工作面的调度和管理提供有效的辅助手段。
【附图说明】
[0009]图1为综采工作面视频图像拼接显示系统的信号传输示意图。
[0010]图2为综采工作面视频图像拼接显示系统的摄像机设置示意图。
[0011]图3为综采工作面视频图像拼接显示系统的图像拼接控制的流程图。
[0012]图4为综采工作面视频图像拼接显示系统的图像拼接显示的流程图。
[0013]附图标记的含义:U1-视频编码模块，U2-矿用隔爆兼本安型计算机，U3-图像拼接控制模块，U4-图像拼接显示模块；1-采煤机，2-刮板输送带，3-液压支架，4-摄像机。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图具体描述本实用新型的综采工作面视频图像拼接显示系统。
[0015]参见附图1，本实用新型的综采工作面视频图像拼接显示系统包括:视频编码模块Ul、图像拼接控制模块U3、图像拼接显示模块U4和矿用隔爆兼本安型计算机U2 (以下简称计算机U2)。首先，视频编码模块Ul对采集自综采工作面的数段模拟信号图像分别进行编码，并传输给计算机U2。其次，计算机U2对图像编码数据进行消除亮度、色度差异的预处理后。再次，计算机U2调用图像拼接控制模块U3，基于多尺度特征点的检测和匹配对各图像进行拼接。其过程包括:1)图像拼接控制模块U3基于相位相关算法对各图像的重叠区域进行计算，在重叠区域内进行特征点检测；2)图像拼接控制模块U3对各图像进行特征点的检测和匹配；3)图像拼接控制模块U3基于RANSAC方法消除其中的外点；4)图像拼接控制模块U3基于全局优化算法消除误差积累，获得各图像的全局对准参数；5)图像拼接控制模块U3基于全局对准参数将各图像投影到全局坐标系中(各摄像机之间的单应矩阵一旦确定即不再发生变化)，获得合成图像序列，并反馈给计算机U2。然后，计算机U2调用图像拼接显示模块U4，其根据计算机U2显示屏的大小和画面分割比例设置各图像的排列规则，并反馈给计算机U2。最后，计算机U2进行全景图像显示。
[0016]综采工作面的摄像机的配准几何分布结构是实现图像配准的基础。通过图像配准找出待匹配的两幅图像之间的几何变换关系，即旋转、缩放、平移等仿射变换参数，以便对图像进行对齐。通过摄像机排列的几何关系，实现图像的配准，便于后续的图像拼接。参见附图2，采煤机I向左移动，对煤层进行切割和破碎。刮板输送带2位于采煤机I下方，承接并传输掉落的碎煤。液压支架3支撑刮板输送带2。摄像机4固定于液压支架，并随液压支架行走。
[0017]图像拼接控制模块基于多尺度特征点的检测和匹配对各图像进行拼接。参见附图3，为基于SIFT特征点的图像拼接流程图(以两段图像为例)。首先，对图像A和图像B分别提取SIFT特征点；其次，将二者的特征点进行匹配；再次，计算两段图像的几何变换参数；然后，将图像A和基于几何变换参数进行逆向几何变换的图像B进行拼接和融合；最后，获得图像A和图像B的合成拼接图像。
[0018]图像拼接显示模块根据计算机显示屏的大小与画面分割比例设置各图像的排列规则。参见附图4，为图像拼接显示的流程图。首先，图像拼接显示模块检测计算机显示屏的分辨率设置图像大小；其次，图像拼接显示模块设置各个图像的排列规则；再次，图像拼接显示模块反馈信号给计算机，计算机进行全景图像显示。
[0019]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.综采工作面视频图像拼接显示系统，包括摄像机、视频编码模块、图像拼接控制模块、图像拼接显示模块和计算机；固定于综采设备的支架并随支架行走的数台摄像机与视频编码模块连接，其采集综采工作面的模拟信号图像并传输给视频编码模块；视频编码模块与计算机连接，其对采集自综采工作面的数段模拟信号图像分别进行编码并传输给计算机；计算机与图像拼接控制模块连接，基于多尺度特征点的检测和匹配对各图像进行拼接；计算机与图像拼接显示模块连接，设置各图像排列规则并在计算机上进行全景图像显示。
2.如权利要求1所述的综采工作面视频图像拼接显示系统，其特征在于:所述计算机还对编码的数据进行消除亮度、色度差异的预处理。
3.如权利要求1所述的综采工作面视频图像拼接显示系统，其特征在于:所述计算机为矿用隔爆兼本安型计算机。
【专利摘要】本实用新型提供一种综采工作面视频图像拼接显示系统，包括视频编码模块、图像拼接控制模块、图像拼接显示模块和计算机。视频编码模块对采集自综采工作面的数段模拟信号图像分别进行编码并传输给计算机。计算机调用图像拼接控制模块，基于多尺度特征点的检测和匹配对各图像进行拼接。计算机调用图像拼接显示模块设置各图像排列规则，并在计算机上进行全景图像显示。该综采工作面视频图像拼接显示系统基于动态视频拼接技术，实现综采工作面的全景图像显示，使工作面的工况得到准确、实时地重现，为工作面的调度和管理提供有效的辅助手段。
【IPC分类】H04N7-18, H04N5-265
【公开号】CN204334796
【申请号】CN201420530207
【发明人】赵云, 顾军, 苏军, 黄忠光
【申请人】徐州中矿大华洋通信设备有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年9月15日