[发明专利]基于环形光斑光源和多相机的隧道断面快速测量系统

权利要求书

1.基于环形光斑光源和多相机的隧道断面快速测量系统，其特征在于，包括摄像头、识别模块、分析计算模块、断面监测模块、数据库和发送模块；

所述摄像头用于实时获取隧道内的环形光斑光源的状态，自动获取影像信息，并将影像信息传输至识别模块；

所述数据库内存储有标准环形光斑光源影像数据，所述识别模块从数据库内获取标准环形光斑光源影像数据，并将其与影像信息一同进行识别操作，得到环形光斑光源信息，并将其传输至分析计算模块；

所述分析计算模块用于对环形光斑光源信息进行分析计算操作，得到距离值、影像信息和扩散系数均值，并将其一同传输至断面监测模块；

所述断面监测模块用于对距离值、影像信息和扩散系数均值进行监测判定操作，得到隧道断面信号和隧道完好信号，并将其传输至发送模块；

所述发送模块用于接收隧道断面信号和隧道完好信号，并将其发送至用户端。

2.根据权利要求1所述的基于环形光斑光源和多相机的隧道断面快速测量系统，其特征在于，识别操作的具体操作过程为：

步骤一：获取标准环形光斑光源影像数据和影像信息，并将其进行匹配，具体为：当匹配结果一致时，则判定该影像信息为光斑光源，生成一正信号，当匹配结果不一致时，则判定该影像信息不是光斑光源，生成二非信号；

步骤二：识别上述步骤一中的一正信号和二非信号，当识别到二非信号时，则将影像信息进行删除操作，当识别到一正信号时，则获取影像信息内环形光斑光源信息。

3.根据权利要求1所述的基于环形光斑光源和多相机的隧道断面快速测量系统，其特征在于，分析计算操作的具体操作过程为：

K1：获取环形光斑光源信息，将其内发出光源照射点标定为发光点数据，并将发光点数据标记为FDi，i＝1,2,3......n1，将其内光源照射的目标点标定为光照点数据，并将光照点数据标记为GDi，i＝1,2,3......n1，发光点数据和光照点数据分别表示为发光点的位置和光照点的位置，将其内发光光源的大小标定为光源尺寸数据，并将光源尺寸数据标定为GCi，i＝1,2,3......n1，将其内光源在光照点的大小标定为照射尺寸数据，并将照射尺寸数据标记为ZCi，i＝1,2,3......n1；

K2：建立一个虚拟空间直角坐标系，提取发光点数据和光照点数据，并将其分别在虚拟空间直角坐标系内标注为：FDi(1Xi，1Yi，1Zi)，GDi(2Xi，2Yi，2Zi)，并将发光点数据FDi和光照点数据GDi坐标一同带入到计算式：其中，J1表示为发光点数据与光照点数据X轴和Y轴之间的距离，并将J1和Z轴的坐标带入到计算式：其中，Ji表示为发光点数据与光照点数据之间的距离数据，即距离值；

K3：获取上述K2中的距离值，并将其与光源尺寸数据和照射尺寸数据一同带入到计算式：ZCi＝GCi*u1*Ji*mi，其中，u1表示为光斑光源的距离扩散影响因子，u1取值为0.3752961，其中mi表示为光斑光源的距离扩散系数，依据该公式从而推导出光斑光源的距离扩散系数mi＝ZCi/(GCi*u1*Ji)，将光斑光源的距离扩散系数带入到计算式：其中，Pmi表示为光斑光源的距离扩散系数的平均值，即扩散系数均值。

4.根据权利要求1所述的基于环形光斑光源和多相机的隧道断面快速测量系统，其特征在于，监测判定操作的具体操作过程为：

H1：建立一个虚拟直角坐标系，获取影像信息，提取其内发光点影像数据和光照点的影像数据，并将其在虚拟直角坐标系内进行标定，将发光点在虚拟直角坐标系上的影像图形进行标记F_Ti，并将该图形的每个边角点的坐标标记F_TiB_j，将光照点在虚拟直角坐标系上的影像图形进行标记G_Ti，并将该图形的每个边角点的坐标标记为G_TiB_j；

H2：获取发光点在虚拟直角坐标系上每个边角点的坐标，并将其带入到差值计算式中，从而计算出每两个坐标点之间的差值，并将其标定为需求差值，对需求差值进行从大到小的排序，选取出其中最大的需求差值，将需求差值的最大值标定为发光点影像直径，即发光影像直径，获取光照点在虚拟直角坐标系上每个边角点的坐标，并将其带入到差值计算式中，从而计算出每两个坐标点之间的差值，并将其标定为影像差值，对影像差值进行从大到小的排序，选取出其中最大的影像差值，将影像差值的最大值标定为光照点影像直径，即光照影像直径；

H3：提取上述H2中的发光影像直径和光照影像直径，并将其分别带入到计算式：和其中，SF_Ti表示为发光点影像面积，FRi表示为发光影像直径，SG_Ti表示为光照点影像面积，GRi表示为光照影像直径；

H4：获取发光点影像面积、距离值和扩散系数均值一同带入到计算式：S_实＝SF_Ti*u1*Ji*mi，其中S_实表示为实际计算面积，并将其与光照点影像面积进行比对；

H5：实际计算面积与光照点影像面积的具体比对结果为：

E1：当S_实≥SG_Ti时，则判定该光照点面积变化在预定范围内，没有断面出现，生成隧道完好信号；

E2：当S_实＜SG_Ti时，则判定该光照点面积变化不在预定范围内，有断面出现，生成隧道断面信号。