[發明專利]一種基于圖像特征識別的盾構隧道滲漏水檢測方法

有效

• 申請號: 201811528692.1
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109767426B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 李曉軍;盧中賀;程方圓
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/136;G06T7/62;G06N3/04
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔡彭君

本發明涉及一種基于圖像特征識別的盾構隧道滲漏水檢測方法，包括：步驟S1：通過隧道表面灰度圖像統計確定隧道中各特征物的識別規則；步驟S2：基于確定的各特征物的識別規則，識別待識別圖像中的特征物，并將識別得到的特征物的區域以灰度值255覆蓋以去除特征物；步驟S3：對于去除了特征物的待識別圖像，進行滲漏水識別并確定滲漏水的位置和面積。與現有技術相比，本發明在滲漏水檢測前，先對圖像進行詳細的預處理工作，即通過先確定隧道特征物識別規則，然后逐一識別隧道特征物，在特征物全部剔除之后，再進行滲漏水的檢測，此方法充分考慮了隧道特征物實際情況，可以大幅度減少滲漏水檢測的錯別識率。

技術領域

本發明涉及一種滲漏水檢測方法，尤其是涉及一種基于圖像特征識別的盾構隧道滲漏水檢測方法。

背景技術

滲漏水病害是盾構隧道的常見病害之一，由于滲漏水病害會導致鋼筋和螺栓銹蝕，引起襯砌強度降低，嚴重的滲漏水會引起土體流失，降低地層抗力，加劇隧道的變形，因此滲漏水病害是隧道日常檢測的重要內容。目前滲漏水檢測主要依靠手段為人工巡檢，即通過檢測人員目測尋找滲漏水，記錄滲漏水位置，類型，嚴重程度等信息。這種方法需要依靠檢測人員的個人經驗，不同檢測員對滲漏水嚴重程度的判斷也不相同，因此主觀性較強，同時，由于人工巡檢不能準確測量滲漏水面積，因此這種檢測方法僅僅是定性描述。

近年來利用圖像識別技術進行滲漏水識別已取得較大進展。中國專利CN102679914B提出一種盾構隧道襯砌管片滲漏水面積的測量方法及裝置，該方法利用數碼相機采集隧道圖像，并對滲漏水區域通過閾值分割、Blob分析、形態學修正獲得滲漏水面積。有關文獻提出的盾構隧道滲漏水自動檢測系統，其中圖像處理部分包括灰度化、腐蝕，漏水識別包括二值分割和邊緣檢測，可用于盾構隧道的定期檢測，但未考慮隧道特征物對滲漏水識別的影響；也有學者針對隧道內表面展開圖像展開滲漏水研究，基于平面擬合以及中值濾波方法去除隧道附屬物和污染物的干擾，該方法將螺栓孔、管線等干擾物作為噪聲數據處理，特征物去除不全面且缺乏相應的規則。

綜上所述，之前學者研究的重點均在滲漏水本身的識別上，未結合特征物自身特點考慮隧道內其他特征物對滲漏水識別造成干擾的情況。因此上述的識別方法一個共性的問題就是易將與滲漏水類似的隧道特征物識別為滲漏水，從而增大了錯識別率。

因此，提出一種可以考慮實際隧道復雜特征物可能對滲漏水識別造成干擾的滲漏水識別方法十分必要，也是實際隧道運營迫切需要的一種定量描述滲漏水的方法。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于圖像特征識別的盾構隧道滲漏水檢測方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于圖像特征識別的盾構隧道滲漏水檢測方法，包括：

步驟S1：通過隧道表面灰度圖像統計確定隧道中各特征物的識別規則；

步驟S2：基于確定的各特征物的識別規則，識別待識別圖像中的特征物，并將識別得到的特征物的區域以灰度值255覆蓋以去除特征物；

步驟S3：對于去除了特征物的待識別圖像，進行滲漏水識別，并在識別到滲漏水后確定滲漏水的位置和面積。

所述圖像為隧道內表面展開圖像。

所述步驟S1具體包括：

步驟S11：將所有樣本圖像，即隧道內表面展開圖像轉換為灰度圖像；

步驟S12：針對滲漏水和不同的特征物，根據其位置，基于樣本圖像，獲取并統計其特征信息；

步驟S13：基于統計的各特征物的特征信息確定隧道中各特征物及滲漏水的識別規則。

滲漏水的特征信息包括灰度，面積最小值和松散程度；

各特征物的特征信息如下：