[發明專利]一種基于光譜分析的隧道病害監測系統及監測方法

在審

• 申請號: 201810699265.3
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN109100364A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 李祥;蘇力;鄒澤亞;彭濤武;武同;李本忠;陸少剛
• 申請（專利權）人: 杭州國翌科技有限公司;成都希格瑪光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲

1.一種基于光譜分析的隧道病害監測系統，其特征在于，包括控制處理模塊(2)、至少一組圖像采集單元(5)，所述圖像采集單元(5)包括補光光源(51)、第一相機(52)和窄帶光譜相機(53)；

所述控制處理模塊(2)分別連接所述補光光源(51)、第一相機(52)、窄帶光譜相機(53)的觸發端，所述控制處理模塊(2)按設定的時間間隔同步觸發所述補光光源(51)、第一相機(52)和窄帶光譜相機(53)；

所述第一相機(52)、窄帶光譜相機(53)的圖像信息輸出端連接所述控制處理模塊(2)的圖像信息輸入端，所述補光光源(51)輸出光斑覆蓋所述第一相機(52)和窄帶光譜相機(53)的視場。

2.根據權利要求1所述的基于光譜分析的隧道病害監測系統，其特征在于,還包括時序控制模塊(3)；

所述控制處理模塊(2)的同步信號輸出端連接所述時序控制模塊(3)同步信號輸入端，所述時序控制模塊(3)的補光光源延時控制輸出端連接所述補光光源觸發端，所述時序控制模塊(3)的相機延時控制輸出端連接所述第一相機(52)、窄帶光譜相機(53)的觸發端，所述控制處理模塊(2)按設定的時間間隔向所述時序控制模塊(3)發送觸發信號，所述時序控制模塊(3)接收到觸發信號后，同步觸發所述補光光源(51)、第一相機(52)和窄帶光譜相機(53)。

3.根據權利要求1所述的基于光譜分析的隧道病害監測系統，其特征在于,所述第一相機(51)、窄帶光譜相機(52)的水平高度一致,所述補光光源(51)輸出光波長包含可見光波長及近紅外光波長。

4.根據權利要求1所述的基于光譜分析的隧道病害監測系統，其特征在于,該系統安裝于檢測車(1)上，所述圖像采集單元(5)安裝于傳動裝置(6)上，所述傳動裝置(6)通過連接件(4)與檢測車(1)連接，所述控制處理模塊(2)控制所述傳動裝置(6)轉動。

5.一種基于權利要求1-4任一項所述的基于光譜分析的隧道病害監測系統的病害監測方法，其特征在于,包括以下步驟：

S1、采用權利要求1-4任一項所述的基于光譜分析的隧道病害監測系統對隧道進行病害監測，得到第一相機(52)和第二相機(53)采集的圖像信息；

S3、控制處理模塊(2)對第一相機(52)和第二相機(53)分別獲取的同一目標物的圖像進行配準；

S4、控制處理模塊(2)對窄帶光譜相機(53)配準后的圖像進行灰度偏移量調整，使得兩幅圖像的背景圖像的灰度值一致；

S5、對兩幅圖像做差處理，獲得消除背景圖像的融合后的圖像；

S6、對融合后的圖像進行濾波及二值化處理，并判斷整幅圖像的灰度值是否為零，若整幅圖像的灰度值為零，則此圖像內無病害特征，若整幅圖像的灰度值不為零，則判定有病害特征。

6.根據權利要求5所述的病害監測方法，其特征在于，還包括步驟S7，當判定當前圖像有病害特征時，對做差后的圖像進行區域框定，并對框定后的區域進行閾值判定；

根據不同病害在窄帶光譜下的反射系數不一樣，從而得到病害的類型。

7.根據權利要求5或6所述的病害監測方法，其特征在于，還包括步驟S8、當判定當前圖像有病害特征時，對該圖像進行二值化處理，計算該圖像中灰度值不為零的像素點的數量，根據每一個像素點所對應的實際大小乘以灰度值不為零的像素點的數量，從而得到病害的面積。