[發明專利]基于增強現實技術的隧道襯砌病害查看方法及穿戴式設備

在審

• 申請號: 202010940387.4
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112037340A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 劉司坤;李嘉豪;賈獻卓;劉劍;康愛忠;于仲慧;武威;滑彬;周彤;朱合華
• 申請（專利權）人: 中電建冀交高速公路投資發展有限公司
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00;G06F3/01
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 蘆寧寧

本發明提供一種基于增強現實技術的隧道襯砌病害查看方法及穿戴式設備，其包括以下步驟：步驟S1，采集當前信息；步驟S2，根據當前信息調取與當前信息對應的視野范圍內的區域病害信息；步驟S3，在虛擬隧道環境中標出區域病害信息相對應的位置點,形成標注區域圖像；并且根據設定的隧道襯砌病害分類及標注模型，標注區域病害信息中各襯砌病害并生成虛擬標簽，虛擬標簽包括襯砌病害對應的分類圖標和文字標簽；步驟S4，通過增強現實技術將標注區域圖像和虛擬標簽實時投影至以真實襯砌為背景的環境中，實現隧道襯砌病害在現實場景中相對于使用者的相對方位映射。本發明適用于各種運營期隧道襯砌表面及背后病害信息的實時動態查看，能有效減少人工重復機械工作，提高隧道運營期的襯砌檢測和修復工作效率。

技術領域

本發明涉及隧道檢測領域，特別是涉及一種基于增強現實技術的隧道襯砌病害查看方法及穿戴式設備。

背景技術

襯砌作為隧道的重要組成部分，其質量對于隧道的安全運營顯得尤為重要。但由于外部環境和地質條件的不斷變化，以及設計、施工、管理和周邊其他建構筑物施工等多方面的影響，隧道襯砌在運營期中，常常會出現裂縫、材質劣化、滲漏水、變形、與圍巖之間產生空洞、起層和剝落等病害現象，嚴重威脅到隧道的正常、安全使用。對于這些隧道襯砌病害，現階段可使用隧道檢測車、地質雷達和超聲探測等方法進行檢測并收集病害信息數據。但在獲得襯砌病害信息數據之后，沒有能夠供檢測人員在隧道內部直觀查看病害信息。

申請號為201710013889.0的中國專利公開了一種隧道病害快速診斷防治方法，通過對隧道襯砌的變形實行快速量測，并結合可靠的診斷技術和優化設計方法，得到襯砌結構具體的病害情況。但其檢測結果不直觀，難以幫助檢測或修復人員在隧道中實時掌握襯砌的安全狀態。

為了方便檢測人員全面和及時掌握隧道襯砌的安全狀態，急需一種高效、準確的隧道襯砌病害查看方法及穿戴式設備，可以在隧道內部實時直觀查看襯砌表面及背后的病害信息，使隧道運營期的檢測和修復工作能夠更順利開展。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于增強現實技術的隧道襯砌病害查看方法及穿戴式設備，用于解決現有技術中在隧道內部無法直觀查看襯砌病害不宜進行修復工作的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種基于增強現實技術的隧道襯砌病害查看方法，應用于穿戴式設備，其包括以下步驟：步驟S1，采集當前信息，當前信息包括佩戴穿戴式設備的使用者在隧道中的定位數據和姿態朝向信息；

步驟S2，根據所述當前信息調取與所述當前信息對應的視野范圍內的區域病害信息；

步驟S3，在虛擬隧道環境中標出所述區域病害信息相對應的位置點,形成標注區域圖像；并且根據設定的隧道襯砌病害分類及標注模型，標注所述區域病害信息中各襯砌病害并生成虛擬標簽，虛擬標簽包括襯砌病害對應的分類圖標和文字標簽；

步驟S4，通過增強現實技術將所述標注區域圖像和虛擬標簽實時投影至以真實襯砌為背景的環境中，實現隧道襯砌病害在現實場景中相對于使用者的相對方位映射。

優選的，所述穿戴式設備與使用者之間進行交互指令傳輸，以執行對部分襯砌病害的顯示和隱藏、虛擬標簽的放大和縮小和亮度匹配與亮度調整。

優選的，所述交互指令的交互方式為眼動追蹤、手勢識別或語音識別。

優選的，隧道中全部的襯砌病害信息預存在云端服務器中，所述步驟S2，調取所述區域病害信息時并且以數據形式下載至存儲器。

優選的，當所述使用者的姿態朝向及定位數據發生變化時，重新檢測采集變動后的當前信息，將變動后的當前信息作為當前信息，再次執行步驟s2-s4。

優選的，所述步驟S1中，通過無線傳感定位單元來檢測使用者在隧道中的定位數據，通過頭部追蹤單元來檢測使用者在隧道中的姿態朝向信息。