[發(fā)明專利]基于圖像識別與熱紅外聯(lián)合的隧道滲水涌水監(jiān)測系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-12-28
• 公開（公告）號: CN114263501A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 芮易;陳建榮;張昕
• 申請（專利權）人: 江蘇亞冠軌道交通科技有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G08B21/18;G08B29/18;H04N5/33;H04N7/18
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 侯茜茜

本發(fā)明公開了基于圖像識別與熱紅外聯(lián)合的隧道滲水涌水監(jiān)測系統(tǒng)，屬于隧道滲涌水監(jiān)測領域和圖像處理技術領域。本發(fā)明所述系統(tǒng)包括圖像采集模塊、圖像預處理模塊、隧道滲水涌水實時分析模塊和預警模塊；所述圖像采集模塊用于利用CMO工業(yè)高速相機和光學聯(lián)合熱紅外攝像機分別對隧道內部的高清光學圖像和熱紅外圖像進行采集，并將采集的圖像傳輸至圖像預處理模塊；所述圖像預處理模塊用于對圖像采集模塊傳輸?shù)膱D像進行接收，根據(jù)圖像類型分別進行預處理，并將得到的預處理結果傳輸至隧道滲水涌水實時分析模塊；所述隧道滲水涌水實時分析模塊對圖像預處理模塊傳輸?shù)念A處理結果進行接收，隧道滲水涌水實時分析系統(tǒng)對預處理結果進行分析。

技術領域

本發(fā)明涉及隧道滲涌水監(jiān)測領域和圖像處理技術領域，具體為基于圖像識別與熱紅外聯(lián)合的隧道滲水涌水監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術

隧道滲涌水現(xiàn)象是威脅隧道結構和設施的安全的主要災害之一，由于隧道存在空間小、疏散難等結構特點，一旦發(fā)生滲涌水現(xiàn)象，其蔓延的速度會非常快，使得疏松雜物以及高壓水以泥漿狀的形式呈現(xiàn)于隧道中，進而導致襯砌侵蝕、隧底下沉、電力電器設備銹蝕，嚴重影響隧道的安全運營，對社會經濟造成的破壞性和危險性極大。因此，積極探尋行之有效的隧道滲水涌水監(jiān)測方法與監(jiān)測系統(tǒng)，科學應用防治對策是極為必要的。

以往針對隧道滲涌水災害的檢測方式是人工巡檢，即定期派遣人員進入隧道，進行人工目測或者借助相機判別隧道是否發(fā)生滲涌水事件，采用這種方法檢測速度相對緩慢，覆蓋面積很小，且容易受主觀因素影響出現(xiàn)誤檢及漏檢情況，更無法對隧道滲涌水事件進行實時監(jiān)測預警，以及無法對滲涌水的位置進行智能精準定位，降低了隧道滲涌水監(jiān)測的精度和可靠性，誤報率高，以及在監(jiān)測到滲涌水事件發(fā)生時，監(jiān)測系統(tǒng)需要反應一段時間后才能做出響應，在反應時間內滲涌水情況逐漸嚴重化，降低了監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測效果。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供基于圖像識別與熱紅外聯(lián)合的隧道滲水涌水監(jiān)測系統(tǒng)，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：所述系統(tǒng)包括圖像采集模塊、圖像預處理模塊、隧道滲水涌水實時分析模塊和預警模塊；

所述圖像采集模塊用于利用CMO工業(yè)高速相機和光學聯(lián)合熱紅外攝像機分別對隧道內部的高清光學圖像和熱紅外圖像進行采集，并將采集的圖像傳輸至圖像預處理模塊；

所述圖像預處理模塊用于對圖像采集模塊傳輸?shù)膱D像進行接收，根據(jù)圖像類型分別進行預處理，并將得到的預處理結果傳輸至隧道滲水涌水實時分析模塊；

所述隧道滲水涌水實時分析模塊用于對圖像預處理模塊傳輸?shù)念A處理結果進行接收，隧道滲水涌水實時分析系統(tǒng)對預處理結果進行分析，對分析結果進行融合計算得到精確的目標點定位、滲涌水量和流速，并將獲得的目標點定位、滲涌水量和流速傳輸至預警模塊；

所述預警模塊用于對隧道滲水涌水實時分析模塊傳輸?shù)哪繕它c定位、滲涌水量和流速進行接收，根據(jù)接收內容對隧道滲水涌水等級進行判定，基于判定結果發(fā)布預警信息，并根據(jù)預警信息匹配對應的防治手段。

進一步的，所述圖像采集模塊包括高清光學圖像采集單元和熱紅外圖像采集單元；

在隧道出入口處放置強光源，安裝、調試CMOS工業(yè)高速相機、光學聯(lián)合熱紅外攝像機、熱紅外圖像采集器、光學圖像采集器和計算機終端，確認監(jiān)測環(huán)境安全，其中光源、CMOS工業(yè)高速相機和光學聯(lián)合熱紅外攝像機均鋪設在離隧道出入口外10米范圍內，該布置方案滿足城市軌道交通設施運營監(jiān)測技術規(guī)范和城市軌道交通運營技術規(guī)范的要求，將裝置和光源鋪設在離隧道出入口外10米范圍內，為了滿足隧道內部光學圖像和熱紅外圖像的高精度要求；

所述高清光學圖像采集單元利用CMOS工業(yè)高速相機對隧道內部的高清光學圖像進行采集，通過圖像數(shù)據(jù)傳輸儀將采集的高清光學圖像傳輸至圖像預處理模塊；