[發明專利]一種車載式隧道襯砌表面裂縫圖像采集方法

有效

• 申請號: 201710835132.X
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107808371B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 王建鋒;宋文鳳;李娟娟;吳學勤;魏芳;張學文;王滿力
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T7/30;G06T3/40;G06K9/46
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王芳

本發明公開了一種車載式隧道襯砌表面裂縫圖像采集方法，包括：檢測車以速度v在隧道內行駛，3組CCD相機分別采集圖像，共得到24幅原始圖像，每幅原始圖像上包括4個激光亮點；對24幅原始圖像分別進行預處理，得到24幅預處理后的圖像；對24幅預處理后的圖像分別進行尺度校正，得到同一個尺度標準下的24幅圖像；對同一個尺度標準下的24幅圖像分別進行配準，得到配準后的24幅圖像；步將配準后的24幅圖像進行拼接，得到一幅拼接后的圖像；本發明實現了隧道裂縫檢測中對于對襯砌圖像采集的實時性、非接觸性及高精度性的要求，而且實現了隧道襯砌檢測方面的多元化發展。

技術領域

本發明屬于車載式圖像檢測技術領域，特別涉及一種車載式隧道襯砌表面裂縫圖像采集方法。

背景技術

隨著我國經濟的快速發展，交通樞紐的建設也越來越受到國家的重視及支持。經濟的穩步增長離不開便利的交通運輸，而我國地域遼闊，地勢復雜，在交通樞紐的建設過程中，隧道作為其中重要的組成部分自然也得到了快速的發展。我國隧道數量已從20世紀中期的三十多座到現如今的一萬多座，不僅數量明顯增多，而且長度越來越長，形式結構也多種多樣。進入21世紀以來，我國公路隧道年均增長率高達20％，并呈現出逐年加快的趨勢。目前，我國公路、鐵路隧道總長約2萬公里。

隨著時間的推移，不可避免隧道中的病害問題也在逐年增加，而且病害種類復雜繁多。其中比較常見的隧道病害包括有隧道滲漏水、襯砌開裂、襯砌腐蝕、襯砌厚度不夠、拱背空洞、混凝土強度劣化以及斷層等。這些病害嚴重危害隧道的正常運營。而隧道襯砌裂縫作為其中最為多見的病害，它很容易破壞襯砌結構，降低其穩固性，在嚴重時就可能導致坍塌事件的發生，這極大地威脅著人們的生命安全。因此研發一種及時快速并且適應性強的隧道襯砌圖像檢測系統對于保障交通運輸的可靠性與安全性就非常必要。長時間以來，我國對于隧道襯砌病害的檢測還是經常采取肉眼觀察的方式，這種方法因其效率低下、費時費力、準確性差、并且是單一測量，此外對檢測人員的人身安全沒有保障。近幾年來也有出現了一些隧道自動化檢測系統，但其車載式隧道病害檢測系統在進行隧道襯砌圖像采集時，不可避免會左右搖擺，這樣一來就會使所拍圖像的實際大小與設計不同，給圖像配準增加了難度。隧道襯砌表面圖像的有用信息很少，如何完成圖像前后左右的準確配準并消除掉拼接痕跡也是一個亟待解決的問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種車載式隧道襯砌表面裂縫圖像采集方法，實現了隧道裂縫檢測中對于對襯砌圖像采集的實時性、非接觸性及高精度性的要求。

一種車載式隧道襯砌表面裂縫圖像采集方法，包括以下步驟：

步驟1，在隧道內采集連續的N幅原始圖像，每幅原始圖像上包括4個參考定位點，4個參考定位點位于每幅圖像的四個頂角處，且第n幅原始圖像和第n+1幅原始圖像中存在采集重合區，n＝1，2，…N-1；N為大于等于1的自然數；

步驟2，對N幅原始圖像分別進行預處理，得到N幅預處理后的圖像；

步驟3，對N幅預處理后的圖像分別進行尺度校正，得到同一個尺度標準下的N幅圖像；

步驟4，對同一個尺度標準下的N幅圖像分別進行配準，得到配準后的N幅圖像；

包括：

步驟41，以采集圖像的時間先后對N幅圖像進行排序，其中將最先采集的圖像作為第一幅圖像，最后采集的圖像作為第N幅圖像；

將第一幅圖像作為參考圖像M1，將最先采集的圖像的下一幅采集圖像作為待配準圖像M2；

步驟411，在圖像坐標系下設M1、M2兩幅圖像中的采集重合區的四個參考定位點的坐標分別為a(u₁₁,v₁₁)、b(u₁₂,v₁₂)、c(u₂₁,v₂₁)和d(u₂₂,v₂₂)；