[發明專利]基于圖像的掌子面巖石堅硬程度確定方法、裝置以及電子設備

在審

• 申請號: 202210715441.4
• 申請日: 2022-06-22
• 公開（公告）號: CN115309835A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 王明年;桂登斌;童建軍;李澤星;趙思光;易文豪;程海兵;羅麗菊;劉琛
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;中國國家鐵路集團有限公司
• 主分類號: G06F16/28
• 分類號: G06F16/28;G06V10/764
• 代理公司: 北京盛聯科創知識產權代理有限公司 11988
• 代理人: 張曉龍

本申請實施例提供基于圖像的掌子面巖石堅硬程度確定方法、裝置以及電子設備，涉及巖土工程技術領域。基于圖像的掌子面巖石堅硬程度確定方法及裝置包括：采集圖像，然后進行圖像處理，將處理后的圖像采用巖性的識別模型識別掌子面巖石巖性，采用風化程度的識別模型獲取巖石風化程度，該方法通過建立掌子面巖石的巖性和風化程度識別模型對采集的巖石和掌子面圖像進行識別，再依據巖石堅硬程度劃分表，結合掌子面巖石的巖性和風化程度，進而能夠判識掌子面巖石堅硬程度。此方法較少的引入主觀因素影響，克服了傳統巖石堅硬程度獲取方法過度依賴于地質人員主觀經驗，導致的準確度較低、時效性低等缺點。

技術領域

本申請涉及巖土工程技術領域，具體而言，涉及基于圖像的掌子面巖石堅硬程度確定方法及裝置。

背景技術

隧道的勘察，設計和開挖階段，與掌子面相關的地質工作都是貫穿整個環節的重要部分。掌子面巖石堅硬程度識別不僅是開展隧道施工和隧道地質超前預報的需要，也是對隧道設計地質資料的補充和完善，更是隧道運營階段隧道病害整治提供完整的隧道地質資料的重要依據。在現有的圍巖分級理論中，巖石堅硬程度劃分主要考慮的巖石巖性和巖石風化程度兩種因素。

巖石巖性雖然有許多智能化判識方法，但是沒有一套標準化的采集方法，導致采集樣本質量差，識別準確率不高，難以滿足隧道機械化智能化建造需求。且單獨的掌子面巖性判識不能體現掌子面巖石的堅硬程度，而巖石風化程度的判識目前仍停留在通過地質技術人員以手工方式進行地質素描，現場試驗、記錄數據等手段。這種傳統方法過度依賴分析人員主觀經驗，受主觀影響較大、費時費力、效率低下、、準確度較低。

發明內容

提供該公開內容部分以便以簡要的形式介紹構思，這些構思將在后面的具體實施方式部分被詳細描述。該公開內容部分并不旨在標識要求保護的技術方案的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保護的技術方案的范圍。

本公開實施例提供了一種基于圖像的掌子面巖石堅硬程度確定方法、裝置以及電子設備，旨在改善判識掌子面巖石堅硬程度依賴分析人員主觀經驗，受主觀影響較大、費時費力、效率低下、準確度較低的問題。

第一方面，本實施例提供一種基于圖像的掌子面巖石堅硬程度確定方法，包括：采集巖石圖像和掌子面圖像。對巖石圖像和掌子面圖像進行圖像處理，處理后的巖石圖像和掌子面圖像及地勘資料采用MySQL關系型數據庫建立數據庫。處理后的巖石圖像采用掌子面巖石巖性的識別模型識別掌子面巖石巖性。處理后的掌子面圖像采用掌子面巖石風化程度的識別模型獲取掌子面巖石初風化程度，構建掌子面巖石風化程度識別評價指標體系，將評價指標的綜合權重輸入BP神經網絡模型，輸出的是掌子面巖石最終風化程度識別結果。根據巖石堅硬程度劃分表，結合掌子面巖石的巖性和風化程度，進而能夠判識掌子面巖石堅硬程度。

結合第一方面的實施例，在一些實施例中，巖石圖像和掌子面圖像進行圖像處理，處理后的巖石圖像和掌子面圖像及地勘資料采用MySQL關系型數據庫建立數據庫，包括：

采集的巖石圖像進行巖性標注、并對現有圖像進行翻轉圖像、旋轉圖像、縮放圖像、裁剪圖像以及圖像移位。

采集的掌子面圖像進行風化程度標注，并采用OpenCV的二值化圖像修復技術對采集的掌子面圖像進行劃痕修復處理。

處理后巖石圖像通過MySQL關系型數據庫建立高質量巖石圖像數據庫。

處理后的掌子面圖像通過MySQL關系型數據庫建立高質量掌子面圖像數據庫。

根據地勘資料建立掌子面地質信息數據庫。

結合第一方面的實施例，在一些實施例中，通過高質量巖石圖像數據庫、高質量掌子面圖像數據庫和掌子面地質信息數據庫建立了掌子面巖石巖性和風化程度識別樣本數據集，該識別樣本數據集包括兩部分，一部分用于訓練識別掌子面巖石巖性和風化程度的數據集。一部分用于測試識別掌子面巖石巖性和風化程度的準確性的數據集。