基于预筛选和局部单应性的风电叶片图像匹配方法

作者:李梦帅; 燕必希; 董明利; 孙鹏; 刘其林
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将动态摄影测量技术应用于风力发电叶片的动态监测,对优化风力发电系统的设计,保证系统的安全可靠运行具有重要意义。图像特征点的自动匹配是动态摄影测量系统中的一项关键技术。匹配方法的优劣直接影响最终的测量精度。在实际的风力机叶片动态摄影测量中,叶片运行时会加剧叶片的非平面性,这使得直接使用极线或单应性匹配技术来匹配双目图像特征更加困难。为此,提出了一种基于预筛选和局部单应的双目图像匹配方法,可用于风力机叶片光滑连续表面的测量领域。首先,通过双目摄影测量系统获取叶片图像,对于左摄像机采集的图像点图像,通过极线约束选择右图像平面上每个点的候选匹配点集。其次,针对当前待匹配点中的每个点及其候选匹配点集,提取并组合以该点为中心的局部近平面区域。然后,对于每一组近平面区域,使用改进的随机抽样一致性算法来估计相应的最佳模型。最后,通过局部单应变换和合理的误差阈值确定当前待匹配点在多个候选点之间的最终匹配点。该方法已成功应用于摆振风力机叶片测量实验。图像点匹配率不低于96%,匹配精度不低于97%,能够满足实际风机叶片图像匹配精度的要求。