[发明专利]一种车载式隧道衬砌表面裂缝图像采集方法

说明书

本发明公开了一种车载式隧道衬砌表面裂缝图像采集方法，包括：检测车以速度v在隧道内行驶，3组CCD相机分别采集图像，共得到24幅原始图像，每幅原始图像上包括4个激光亮点；对24幅原始图像分别进行预处理，得到24幅预处理后的图像；对24幅预处理后的图像分别进行尺度校正，得到同一个尺度标准下的24幅图像；对同一个尺度标准下的24幅图像分别进行配准，得到配准后的24幅图像；步将配准后的24幅图像进行拼接，得到一幅拼接后的图像；本发明实现了隧道裂缝检测中对于对衬砌图像采集的实时性、非接触性及高精度性的要求，而且实现了隧道衬砌检测方面的多元化发展。

技术领域

本发明属于车载式图像检测技术领域，特别涉及一种车载式隧道衬砌表面裂缝图像采集方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，交通枢纽的建设也越来越受到国家的重视及支持。经济的稳步增长离不开便利的交通运输，而我国地域辽阔，地势复杂，在交通枢纽的建设过程中，隧道作为其中重要的组成部分自然也得到了快速的发展。我国隧道数量已从20世纪中期的三十多座到现如今的一万多座，不仅数量明显增多，而且长度越来越长，形式结构也多种多样。进入21世纪以来，我国公路隧道年均增长率高达20％，并呈现出逐年加快的趋势。目前，我国公路、铁路隧道总长约2万公里。

随着时间的推移，不可避免隧道中的病害问题也在逐年增加，而且病害种类复杂繁多。其中比较常见的隧道病害包括有隧道渗漏水、衬砌开裂、衬砌腐蚀、衬砌厚度不够、拱背空洞、混凝土强度劣化以及断层等。这些病害严重危害隧道的正常运营。而隧道衬砌裂缝作为其中最为多见的病害，它很容易破坏衬砌结构，降低其稳固性，在严重时就可能导致坍塌事件的发生，这极大地威胁着人们的生命安全。因此研发一种及时快速并且适应性强的隧道衬砌图像检测系统对于保障交通运输的可靠性与安全性就非常必要。长时间以来，我国对于隧道衬砌病害的检测还是经常采取肉眼观察的方式，这种方法因其效率低下、费时费力、准确性差、并且是单一测量，此外对检测人员的人身安全没有保障。近几年来也有出现了一些隧道自动化检测系统，但其车载式隧道病害检测系统在进行隧道衬砌图像采集时，不可避免会左右摇摆，这样一来就会使所拍图像的实际大小与设计不同，给图像配准增加了难度。隧道衬砌表面图像的有用信息很少，如何完成图像前后左右的准确配准并消除掉拼接痕迹也是一个亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种车载式隧道衬砌表面裂缝图像采集方法，实现了隧道裂缝检测中对于对衬砌图像采集的实时性、非接触性及高精度性的要求。

一种车载式隧道衬砌表面裂缝图像采集方法，包括以下步骤：

步骤1，在隧道内采集连续的N幅原始图像，每幅原始图像上包括4个参考定位点，4个参考定位点位于每幅图像的四个顶角处，且第n幅原始图像和第n+1幅原始图像中存在采集重合区，n＝1，2，…N-1；N为大于等于1的自然数；

步骤2，对N幅原始图像分别进行预处理，得到N幅预处理后的图像；

步骤3，对N幅预处理后的图像分别进行尺度校正，得到同一个尺度标准下的N幅图像；

步骤4，对同一个尺度标准下的N幅图像分别进行配准，得到配准后的N幅图像；

包括：

步骤41，以采集图像的时间先后对N幅图像进行排序，其中将最先采集的图像作为第一幅图像，最后采集的图像作为第N幅图像；

将第一幅图像作为参考图像M1，将最先采集的图像的下一幅采集图像作为待配准图像M2；

步骤411，在图像坐标系下设M1、M2两幅图像中的采集重合区的四个参考定位点的坐标分别为a(u₁₁,v₁₁)、b(u₁₂,v₁₂)、c(u₂₁,v₂₁)和d(u₂₂,v₂₂)；