[发明专利]隧道表面图像处理方法及系统

说明书

本发明公开了一种隧道表面图像处理方法及系统，获取隧道表面图像以及获取当前所在隧道截面的隧道表面上至少三个点在世界坐标系的位置，获得在世界坐标系中沿第一轴向的位置与在隧道表面图像的图像坐标系中点沿第二轴向的位置的变换关系，进一步获得隧道表面图像的预设矩阵，预设矩阵的元素描述了隧道表面图像单个像素沿第二轴向的长度对应在隧道表面的弧长度，与隧道表面图像单个像素沿第二轴向的长度对应在世界坐标系中的直线长度的关系，进而根据预设矩阵将隧道表面图像的各个像素拉伸获得处理后的隧道表面图像。本发明可以快速地根据隧道表面图像生成隧道表面的展开图像，提高了效率。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种隧道表面图像处理方法及系统。

背景技术

近年来，随着我国高速公路里程的增长以及我国高速铁路的快速发展，隧道交通在我国道路交通体系中承担着越来越重要的作用。隧道检测维护的必要性和紧迫性不言而喻。如果隧道病害严重，事故发生率就会直线上升，对过往车辆的安全造成极大的威胁。对隧道定时开展检测工作不仅可以延长隧道的使用寿命，减少国家资金的投入，还可以保障过往车辆的通行安全，降低发生事故的概率。

我国隧道检测设备和系统的研发已经逐渐开始自动化、智能化，隧道病害自动检测系统已经成为隧道检测维护的重要发展趋势。车载式动态检测设备可以在隧道通行的条件下，对隧道的表观病害图像进行采集，有利于交通的正常运行，减少了人力耗费和成本资源的投入。

但是现有技术中，该设备仅限于采集处理近乎平面的隧道图像，因为隧道的圆弧特性，对大曲面的隧道图像处理效果很差，后期还需对采集到的图像进行人为的判断处理，这样反而增加了处理的成本，拖慢了检测的效率。在解决该问题时，一般的处理方法是尽量减小拍摄设备与隧道表面的距离，即通过使拍摄设备尽量贴近隧道表面，使得拍摄图像近乎为平面图像。但这样使得每次拍摄的图像面积很小，增加了拍摄的次数，从而增加了拍摄时间，大大减小了效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道表面图像处理方法及系统，可以快速地根据获取的隧道表面图像生成隧道表面的展开图像，提高了效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种隧道表面图像处理方法，包括：

获取隧道表面图像，以及获取当前所在隧道截面的隧道表面上至少三个点在世界坐标系的位置；

根据所述至少三个点在所述世界坐标系的位置，获得在所述世界坐标系中当前所在隧道截面的隧道表面的曲线方程；

根据所述至少三个点在所述世界坐标系的位置以及在所述隧道表面图像的图像坐标系的位置，获得在所述世界坐标系中点沿第一轴向的位置，与在所述隧道表面图像的图像坐标系中点沿第二轴向的位置的变换关系，所述第一轴向为所述世界坐标系的、与当前所在隧道截面平行的轴向，所述第二轴向为所述隧道表面图像的图像坐标系的、与所述隧道表面图像平行的轴向；

根据在所述世界坐标系中点沿第一轴向的位置与在所述隧道表面图像的图像坐标系中点沿第二轴向的位置的变换关系以及当前所在隧道截面的隧道表面的曲线方程，获得所述隧道表面图像的预设矩阵，所述预设矩阵的元素描述了所述隧道表面图像单个像素沿所述第二轴向的长度对应在隧道表面的弧长度，与所述隧道表面图像单个像素沿所述第二轴向的长度对应在所述世界坐标系中的直线长度的关系；

根据所述预设矩阵，将所述隧道表面图像的各个像素拉伸获得处理后的隧道表面图像。

优选的，获取当前所在隧道截面的隧道表面上至少三个点在世界坐标系的位置包括：

获取当前所在隧道截面的隧道表面上至少三个点到预设点的距离以及所述至少三个点与预设点连线的夹角，根据获得的距离和夹角获得所述至少三个点在所述世界坐标系的位置。