[发明专利]一种基于数字图像的隧道裂缝宽度计算方法

说明书

本发明公开了一种基于数字图像的隧道裂缝宽度计算方法，具体包括以下步骤：S1、对于采集的裂缝图像，首先通过数字图像的方法提取裂缝的特征，将裂缝区域凸显出来，再通过数字图像处理方法处理后，背景像素值变为0，裂缝区域为255；S2、遍历裂缝的轮廓像素，找出所有的拐点位置，以轮廓像素点为中心的3*3范围内；S3、裂缝的宽度即为该拐点A(x_A，y_A)到另一端轮廓某点B(x_B，y_B)之间的距离1，本发明涉及隧道安全监控技术领域。该基于数字图像的隧道裂缝宽度计算方法，可实现在使用平均款第的基础上，照顾一些特殊位置，如拐点处的裂缝宽度，使危险等级评估接近真实情况，能够确定裂缝的不规则的拐点位置，以及实现裂缝在不规则处的宽度求取。

技术领域

本发明涉及隧道安全监控技术领域，具体为一种基于数字图像的隧道裂缝宽度计算方法。

背景技术

随着我国隧道建设的飞速发展，目前我国隧道已经走出建设期，迈入“高维修”管理期，隧道衬砌裂缝是隧道病害中最常见也是最危险的病害之一，因此对衬砌裂缝的检测具有非常重要的意义。裂缝宽度是衡量裂缝的一个重要参数，对于隧道安全的影响十分重要，但隧道内的裂缝一般非常不规则，测量隧道裂缝的宽度比较困难，当前基于图像的裂缝宽度的计算方法主要为裂缝所占像素数量与裂缝长度的比值。但是该方法忽略了裂缝不规则处的宽度突变，对一些特殊位置不做处理，往往导致裂缝宽度小于实际值，风险评估低于预期。本发明提出了一种裂缝宽度的计算方法，在使用平均款第的基础上，照顾一些特殊位置，如拐点处的裂缝宽度，使危险等级评估接近真实情况，现有的隧道裂缝宽度计算方法不能确定裂缝的不规则的拐点位置，以及不能实现裂缝在不规则处的宽度求取。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于数字图像的隧道裂缝宽度计算方法，解决了现有的隧道裂缝宽度计算方法不能确定裂缝的不规则的拐点位置，以及不能实现裂缝在不规则处的宽度求取的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于数字图像的隧道裂缝宽度计算方法，具体包括以下步骤：

S1、对于采集的裂缝图像，首先通过数字图像的方法提取裂缝的特征，将裂缝区域凸显出来，再通过数字图像处理方法处理后，背景像素值变为0，裂缝区域为255；

S2、遍历裂缝的轮廓像素，找出所有的拐点位置，以轮廓像素点为中心的3*3范围内；

S3、裂缝的宽度即为该拐点A(x_A,y_A)到另一端轮廓某点B(x_B,y_B)之间的距离l，但B点的选择需要考虑到拐点位置的轮廓急剧变化，仅用某一个点会导致误差较大，再选择多个点的坐标计算与A点的距离，并给不同的点计算的距离赋予不同的权重，然后将这些距离加权得到该拐点出的裂缝宽度。

优选的，所述步骤S1中数字图像处理方法是采用Canny算法或形态学变换算法中的一种。

优选的，所述步骤S2中，若周围3*3范围内的8个像素中白色像素点的数量为2-4个且相连，则认为该像素是不规则的拐点，裂缝宽度在该位置易出现突变的情况。

优选的，所述步骤S3中距离l的计算公式为：

优选的，所述步骤S3中选择多点计算裂缝宽度的具体步骤如下：