[发明专利]钻爆法隧道爆破后掌子面超欠挖的图像识别方法及装置

说明书

本发明属于隧道工程领域，具体涉及钻爆法隧道爆破后掌子面超欠挖的图像识别方法及装置。具体技术方案为：根据建立的爆破后掌子面图像数据库，基于图像识别中的语义分割算法原理，识别掌子面图像的掌子面超欠挖区域、背景区域；根据建立的掌子面靶标图像数据库，基于图像识别中的语义分割算法原理，识别掌子面靶标图像的靶标区域、背景区域；通过靶标的像素长度和在隧道坐标系下的位置，得到隧道坐标系下掌子面超欠挖区域的坐标，最后与隧道爆破设计轮廓线进行对比分析，得到隧道爆破后掌子面的超欠挖量。该方法减小了隧道超欠挖计算结果误差，降低了对施工时间和施工成本的影响，克服了传统方法隧道超欠挖计算准确度较低的技术问题。

技术领域

本发明属于隧道工程领域，具体涉及钻爆法隧道爆破后掌子面超欠挖的图像识别方法及装置。

背景技术

在隧道的开挖过程中，钻爆法是开挖的主要方法之一，但钻爆法的缺点是一旦爆破设计不当，将不可避免地造成隧道大量的超欠挖现象。隧道超欠挖分为超挖和欠挖，超挖指的是隧道实际开挖轮廓线大于隧道设计开挖轮廓线，欠挖指的是隧道实际开挖轮廓线小于隧道设计开挖轮廓线。隧道超欠挖不仅会影响施工进度，也会影响工程质量，甚至会增加施工成本。因此，方便、快捷且可靠的隧道爆破后掌子面超欠挖评价方法在隧道开挖过程中非常重要。

目前，隧道超欠挖计算方法大部分仍停留在人工现场实测隧道超欠挖层面。该方法存在以下问题：人工测试费时费力，且每次测试会因为人为因素导致量测结果存在较大误差；对每个断面不能无限量测，仅能对局部若干位置进行量测；测试后作图麻烦，整个过程比较繁琐。

因此，如果能够提供一种方便、快捷、准确的隧道爆破后掌子面超欠挖的图像识别方法，将具有优越的工业应用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供钻爆法隧道爆破后掌子面超欠挖的图像识别方法及装置。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：根据建立的爆破后掌子面图像数据库，基于图像识别中的语义分割算法原理，识别掌子面图像的掌子面超欠挖区域、背景区域；根据建立的掌子面靶标图像数据库，基于图像识别中的语义分割算法原理，识别掌子面靶标图像的靶标区域、背景区域；通过靶标的像素长度和在隧道坐标系下的位置，得到隧道坐标系下掌子面超欠挖区域的坐标，最后与隧道爆破设计轮廓线进行对比分析，得到隧道爆破后掌子面的超欠挖量。

优选的：钻爆法隧道爆破后掌子面超欠挖的图像识别方法包括以下步骤，

步骤101：获取大量的爆破后掌子面图像样本，建立掌子面图像样本数据库，对掌子面图像进行深度学习，建立隧道爆破后掌子面图像的超欠挖区域识别模型；

步骤102：获取大量的爆破后掌子面靶标图像样本，建立掌子面上靶标图像样本数据库，对掌子面靶标图像进行深度学习，建立隧道掌子面上靶标区域识别模型；

步骤103：基于所述超欠挖区域识别模型和所述靶标区域识别模型，识别爆破后隧道掌子面的超欠挖量。

优选的：所述步骤101包括，

步骤1011：通过标注爆破后掌子面原始图像，将爆破后掌子面原始图像分割成掌子面超欠挖区域、背景区域，建立爆破后掌子面图像样本数据库；

步骤1012：根据建立的爆破后掌子面图像样本数据库，对掌子面图像样本进行深度学习，建立隧道爆破后掌子面图像的超欠挖区域识别模型。

优选的：所述步骤102包括，

步骤1021：通过标注爆破后掌子面原始图像，将爆破后掌子面原始图像分割成靶标区域、背景区域，建立掌子面上靶标图像样本数据库；

步骤1022：根据建立的爆破后掌子面上靶标图像样本数据库，对掌子面靶标图像样本进行深度学习，建立钻爆法隧道掌子面上靶标区域识别模型。

优选的：所述步骤103包括，