[发明专利]一种基于吸盘爬壁隧道检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种基于吸盘爬壁隧道检测系统，包括远程控制中心和隧道检测机器人，所述隧道检测机器人包括检测小车和吸盘爬壁机器人，所述检测小车上设有中央处理器、信息存储模块、供电装置和第一图像采集单元，所述吸盘爬壁机器人上设有检测装置和第二图像采集单元，所述检测装置、第一图像采集单元和第二图像采集单元的输出端与所述信息存储模块的输入端相连接，所述信息存储模块的输出端与中央处理器的输入端相连接，所述中央处理器通过无线通信模块与所述远程控制中心相连接，所述供电装置分别与所述中央处理器、信息存储模块、检测装置和第一图像采集单元相连接，所述吸盘爬壁机器人可拆离地设置在检测小车上；

所述中央处理器用于将信息存储模块得到的隧道病害的位置和病害类型的数据信息生成信息报告，并将所述信息报告通过无线通信模块传输给所述远程控制中心；

所述信息存储模块用于收集所述检测装置、第一图像采集单元和第二图像采集单元检测得到的隧道病害的位置和病害类型的数据信息；

所述检测装置、第一图像采集单元和第二图像采集单元用于检测隧道病害的位置和病害类型，并将检测所述隧道病害的位置和病害类型信息发送给所述信息存储模块；

其特征在于：

(1)所述检测小车根据远程控制中心的动作指令，将所述检测小车和吸盘爬壁机器人带到预设的检测起点；

(2)所述远程控制中心查询预先训练获得该隧道壁面所对应的优选检测方案，根据所述优选检测方案生成检测命令，向所述检测小车的中央处理器发出所述检测命令，所述中央处理器先控制探测雷达和激光扫描模块，所述探测雷达通过对隧道的壁面进行扫描和检查，生成隧道墙面雷达图；所述激光扫描模块通过对隧道轮廓进行全断面扫描，获取隧道轮廓数据；将需要检测的隧道墙面雷达图和隧道轮廓数据发送给信息存储模块进行储存；

(3)基于隧道墙面雷达图和隧道轮廓数据，初步判断生成该隧道墙面的病害类型报告；根据所述病害类型报告，通过第一图像采集单元，由检测小车带着第一图像采集单元进行远部取景，形成该隧道位置的远景病害图像；同时通过第二图像采集单元，由吸盘爬壁机器人带着第二图像采集单元进行近部取景，形成该隧道位置的近景病害图像；

(4)取连续n帧远景病害图像，记对应的远景病害图像集合P＝(P1，P2，P3，…，Pn)，将远景病害图像集合P做平均化处理，记更新后的远景病害图像像素值为

同理，取连续n帧近景病害图像，记对应的近景病害图像集合Q＝(Q1，Q2，Q3，…，Qn)，将近景病害图像集合Q做平均化处理，记更新后的近景病害图像像素值为

(5)将远景病害图像像素值分割成i行和j列的矩形像素图像，计算每一个矩形像素图像的中心坐标为ΔP，ΔP的横纵坐标分别为其中x_i为第i行的坐标，y_i为第j列的坐标，F(i，j)表示第i行和第j列的像素值，由此计算出远景病害图像的每一个矩形像素图像的中心坐标集合

同理，依据计算远景病害图像的每一个矩形像素图像的中心坐标的方式，计算出近景病害图像的每一个矩形像素图像的中心坐标集合

(6)基于远景病害图像中心坐标集合ΔP和近景病害图像中心坐标集合ΔQ，先计算远景病害图像和近景病害图像的两个图像间的偏差程度，所述偏差程度然后将所述偏差程度R(ΔP，ΔQ)做归一化处理，得到归一化偏差程度R为表示远景病害图像集合P和近景病害图像集合Q两两之间每个像素的偏差程度之和；

(7)当r(ΔP，ΔQ)小于远程控制中心的数据库的设置阈值T时，将远景病害图像中心坐标集合ΔP和近景病害图像中心坐标集合ΔQ进行像素特征融合，形成新的病害图像W，将新的病害图像W输出给远程控制中心；当r(ΔP，ΔQ)大于远程控制中心的数据库的设置阈值T时，将远景病害图像中心坐标集合ΔP和近景病害图像中心坐标集合ΔQ做优化处理，得到优化后的病害图像M，将优化后的病害图像M输出给远程控制中心。

2.根据权利要求1所述的一种基于吸盘爬壁隧道检测系统，其特征在于：所述检测装置包括探测雷达和激光扫描模块，所述探测雷达通过对隧道的壁面进行扫描和检查，生成隧道墙面雷达图，将探测雷达生成的隧道病害图传给信息存储模块；

所述激光扫描模块用于对隧道轮廓进行全断面扫描，获取隧道轮廓数据。