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龙图腾网获悉江苏科技大学申请的专利应用于水下机器人桥墩裂缝检测的水下扭曲图像复原方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119205574B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411247900.6，技术领域涉及：G06T5/77；该发明授权应用于水下机器人桥墩裂缝检测的水下扭曲图像复原方法是由贡涵;王伟然设计研发完成，并于2024-09-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本应用于水下机器人桥墩裂缝检测的水下扭曲图像复原方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种应用于水下机器人桥墩裂缝检测的水下扭曲图像复原方法，包括：实时观测桥墩周围水况并据此建立流体应力模型及其坐标系；计算得到湍流绕桥墩具体作用力范围；根据湍流绕桥墩具体作用力范围，计算得到目标图像像素点偏置位移；根据获取的像素点偏置位移，建立特征扭曲点中原像素点的坐标集合；采用基于多项式展开的光流法补偿出坐标集合中原像素点的周围相邻点；重复步骤直至获得N个像素点及其相邻点集合，展开点集合获得复原后的图像。本发明全过程以图像扭曲的根本原因是像素点的畸变为对象进行矫正，而非估算水下空间扭曲情况，更适用于桥墩深水区的图像复原，也不受漩涡湍流的干扰浅深影响到最后的复原图像质量。

本发明授权应用于水下机器人桥墩裂缝检测的水下扭曲图像复原方法在权利要求书中公布了：1.一种应用于水下机器人桥墩裂缝检测的水下扭曲图像复原方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：通过水下机器人实时观测桥墩周围水况并据此建立流体应力模型及其坐标系；S2：基于流体应力模型，计算得到湍流绕桥墩具体作用力范围；S3：根据湍流绕桥墩具体作用力范围，计算得到目标图像像素点偏置位移；S4：根据获取的像素点偏置位移，建立特征扭曲点中原像素点的坐标集合；S5：采用基于多项式展开的光流法补偿出步骤S4的坐标集合中原像素点的周围相邻点；S6：重复步骤S4～S5直至获得N个像素点及其相邻点集合，展开点集合获得复原后的图像；所述步骤S2中湍流绕桥墩具体作用力包括俯视角下的左翼漩涡作用力、俯视角下的右翼漩涡作用力和侧视角下的底部漩涡作用力；所述俯视角下的左翼漩涡作用力范围的计算方法为：F为湍流冲击桥墩的应力，O为桥墩受一段湍流冲击的受力中心点，FL为F绕O点朝左翼分解的初始应力，FL’为FL绕桥墩左翼扩散的最大限度应力；其中x轴为过O点的两条方向相反的切线，y轴与x轴呈垂直，α是F与x轴夹角；取长度dsL为坐标系x-O-y的左翼拱段微元；由于湍流周围存在介质黏性拖拽以及桥墩弧状造成衰减，为了求得初始分解应力FL，定义一个曲率速降公式： 其中，Fx为F的x方向分力，Fy为F的y方向分力，ε指湍流周围介质黏性系数，dsLdr代表左翼拱段微元弧度；则FL的大小为： 当FL扩散到FL’时，F的xL轴方向分力衰减为0，即： 则FL’的大小为： 为了求得FL的扩散范围大小，引入△FL，用△FL表示FL的扩散范围，为△FL的矢量表示，则为扩散范围的大小，由矢量关系得： 求得即△FL大小，即为FL的扩散范围大小： 其中，L为FL与△FL的夹角；所述俯视角下的右翼漩涡作用力范围的计算方法为：FR为F绕O点朝左翼分解的初始应力，FR’为FR绕桥墩右翼扩散的最大限度应力；取长度dsR为坐标系x-O-y的右翼拱段微元；由曲率速降公式同理得： 其中，dsRdr代表右翼拱段微元弧度；则FR的大小为： 当FR扩散到FR’时，F的xR轴方向分力衰减为0，即： 则FR’的大小为： 为了求得FR的扩散范围大小，引入△FR，用△FR表示FR的扩散范围，为△FR的矢量表示，则为扩散范围的大小，由矢量关系得： 求得即△FR大小，即为FR的扩散范围大小： 其中，R为FR与△FR的夹角；所述侧视角下的底部漩涡作用力范围的计算方法为：z轴沿桥墩铅锤向上方向，y轴沿桥墩受力点O向外方向，β为F与z轴夹角；FH为湍流F冲击桥墩后的反震初始力，FH’为FH沿桥墩铅锤向底部扩散的最大限度应力；取高度为h的桥墩纵段；由于湍流周围存在介质黏性拖拽以及受一定刚度的桥墩反震后随高度的纵向衰减，为了得到反震初始力FH，定义一个反震衰减的速降公式： 其中，1εσ为衰减系数，ε指湍流周围介质黏性系数，σ指桥墩的刚度；Fz为F的z方向分力，则FH的大小为： 当FH扩散到FH’时，F的z轴方向分力衰减为0，即： 则FH’的大小为： 为了求得FH的扩散范围大小，引入△FH，用△FH表示FH的扩散范围，为△FH的矢量表示，则为扩散范围的大小，由矢量关系得： 求得即△FH大小，即为FH的扩散范围大小： 其中，H为FH与△FH的夹角；所述步骤S3中目标图像像素点偏置位移的计算方法具体为：根据应力模型得到了湍流在冲击桥墩后形成涡流扩散的最大作用范围△FL、△FR、△FH，有在各个分力下造成的漩涡扩散速度；由牛顿第二定律推导可得扩散速度为： 则各个方向扩散速度的大小为： 其中，C为积分常数；由速度与位移关系可得像素点受扩散作用的各个方向偏置位移S的大小为： 所述步骤S4具体为：视频帧序列由若干个图像像素点的轨迹绘制而成；根据摄像头在某一帧中捕获到的N个特征扭曲点生成点轨迹： 其中，坐标Pxit,Pyit表示在某一帧捕获N个扭曲点中的第i个像素点；由步骤S3得到第i个原像素点的位移集给出为： 其中，Sxit＝SL-SR代表原像素点的水平点轨迹位移，当SL＜SR即Sxit＜0时，原像素点水平方向上主要受右翼漩涡作用向桥墩右侧位移至Pxit；当SL＞SR即Sxit＞0时，原像素点水平方向上主要受左翼漩涡作用向桥墩左侧位移至Pxit；Syit＝SH代表原像素点垂直方向上的点轨迹位移，即原像素点垂直方向上受底部漩涡向墩柱地基位移至Pyit；由此推导出某一帧捕获N个扭曲点中的第i个原像素点的坐标集合为：

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