[發(fā)明專(zhuān)利]一種矩形隧道的病害檢測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010195598.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111325747B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐超;馬海志;李梓豪;王思鍇;王勇;王曉靜;于淼;楊曉飛;朱霞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京城建勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/00;G06T3/00;G06T3/60;G01B11/16;G01N21/88;G01N21/95
• 代理公司: 北京信遠(yuǎn)達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11304
• 代理人: 趙興華

1.一種針對(duì)矩形隧道的病害檢測(cè)方法，其特征在于，包括：

獲取原始數(shù)據(jù)，所述原始數(shù)據(jù)包括：矩形隧道的內(nèi)表面上采集的點(diǎn)云的坐標(biāo)數(shù)據(jù)和所述點(diǎn)云的強(qiáng)度數(shù)據(jù)；

將所述原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為灰度圖像，其中，所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)確定所述點(diǎn)云映射為所述灰度圖像中的像素的位置，所述強(qiáng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述像素的灰度數(shù)據(jù)；

通過(guò)對(duì)所述灰度圖像進(jìn)行預(yù)設(shè)類(lèi)型的圖像處理，檢測(cè)所述矩形隧道的滲水區(qū)域；

通過(guò)分析所述矩形隧道的水平距和垂直距，檢測(cè)所述矩形隧道的形變，所述水平距和所述垂直距依據(jù)所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)獲得；

所述水平距的獲取過(guò)程包括：

獲取點(diǎn)云中的目標(biāo)點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)；其中，所述目標(biāo)點(diǎn)為點(diǎn)對(duì)中的點(diǎn)，所述點(diǎn)對(duì)包括：所述矩形隧道中任一側(cè)壁上距離地面預(yù)設(shè)高度的任意一個(gè)位置點(diǎn)，以及對(duì)面?zhèn)缺谏系南鄬?duì)點(diǎn)；

對(duì)于任意一個(gè)所述目標(biāo)點(diǎn)，如果第一距離與第二距離的差值在預(yù)設(shè)的差值范圍內(nèi)，將所述第二距離的兩倍作為該目標(biāo)點(diǎn)的水平距，否則，將所述第一距離的兩倍作為該目標(biāo)點(diǎn)的水平距，其中，所述第一距離為該目標(biāo)點(diǎn)到中心點(diǎn)的水平距離，所述第二距離為直線(xiàn)到中心點(diǎn)的距離，所述直線(xiàn)為該目標(biāo)點(diǎn)與相鄰的目標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成的垂直度滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的垂直度閾值的直線(xiàn)；

所述垂直距的獲取過(guò)程包括：

計(jì)算第三距離，所述第三距離為目標(biāo)頂部點(diǎn)到軌道中心的距離，所述目標(biāo)頂部點(diǎn)為任意一個(gè)頂部點(diǎn)；

如果所述目標(biāo)頂部點(diǎn)與相鄰的頂部點(diǎn)構(gòu)成的直線(xiàn)的水平度滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的水平度閾值，則將第四距離的兩倍作為所述垂直距，否則將所述第三距離的兩倍作為所述垂直距，所述第四距離為所述直線(xiàn)到所述軌道中心的距離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述原始數(shù)據(jù)還包括：所述點(diǎn)云的里程數(shù)據(jù)，所述里程數(shù)據(jù)用于指示所述點(diǎn)云的里程；

所述將所述原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為灰度圖像，包括：

以所述矩形隧道的中心點(diǎn)所在的垂線(xiàn)為分割線(xiàn)，將點(diǎn)云分為左右兩側(cè)；

將左側(cè)點(diǎn)云按照所述矩形隧道的左上頂點(diǎn)和左下頂點(diǎn)的坐標(biāo)，劃分為左上點(diǎn)云、左腰點(diǎn)云和左下點(diǎn)云；

將右側(cè)點(diǎn)云按照所述矩形隧道的右上頂點(diǎn)和右下頂點(diǎn)的坐標(biāo)，劃分為右上點(diǎn)云、右腰點(diǎn)云和右下點(diǎn)云；

將所述左下點(diǎn)云和所述左腰點(diǎn)云繞所述左下頂點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度并投影至所述矩形隧道的左側(cè)內(nèi)壁平面，并將投影至所述左側(cè)內(nèi)壁平面內(nèi)的點(diǎn)云繞所述左上頂點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度；

將所述右下點(diǎn)云和所述右腰點(diǎn)云繞所述右下頂點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度并投影至所述矩形隧道的右側(cè)內(nèi)壁平面，并將投影至所述右側(cè)內(nèi)壁平面內(nèi)的點(diǎn)云繞所述右上頂點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度；

將旋轉(zhuǎn)后的點(diǎn)云沿所述中心點(diǎn)分為左右兩側(cè)并從所述中心點(diǎn)沿左右方向設(shè)置預(yù)設(shè)尺度的柵格，再將所述旋轉(zhuǎn)后的點(diǎn)云劃分至所述柵格中；

將所述柵格內(nèi)的點(diǎn)云的所述點(diǎn)云強(qiáng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為灰度值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述將所述柵格內(nèi)的點(diǎn)云的所述點(diǎn)云強(qiáng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為灰度值之前，還包括：

對(duì)于包括多個(gè)相同里程的點(diǎn)云幀的任意一個(gè)所述柵格，只保留一個(gè)里程在該柵格的范圍內(nèi)的點(diǎn)云幀作為該柵格內(nèi)的點(diǎn)云；

如果任意一個(gè)所述柵格中沒(méi)有點(diǎn)云，則將里程大于該柵格的范圍且與該柵格的范圍最接近的點(diǎn)云幀的上一幀中的點(diǎn)云，作為該柵格中的點(diǎn)云。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述柵格的所述預(yù)設(shè)尺度的確定過(guò)程包括：

設(shè)定灰度圖像的長(zhǎng)和寬；其中，所述長(zhǎng)和寬的比值與參考比值相同，所述參考比值為所述矩形隧道的寬度與截面周長(zhǎng)的比值；

使用所述灰度圖像的長(zhǎng)度以及長(zhǎng)度方向上預(yù)設(shè)的柵格的數(shù)量，確定長(zhǎng)度方向柵格的尺度，并使用所述灰度圖像的寬度以及寬度方向上預(yù)設(shè)的柵格的數(shù)量，確定所述寬度方向柵格的尺度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)類(lèi)型的圖像處理包括：

對(duì)比度增強(qiáng)、二值化、腐蝕、飽和度調(diào)整和邊緣提取。