[发明专利]识别隧道已铺设段防水板孔洞的系统和方法

说明书

  

技术领域

本发明涉及一种防水板孔洞的检测设备，具体涉及一种识别隧道已铺设段防水板孔洞的系统和方法。 

背景技术

    隧道工程防水问题一直是技术难题。渗漏水是隧道的常见病害之一。隧道渗漏水的长期作用将极大的降低隧道内各种设施的使用寿命和功能，恶化隧道的运营条件。我国隧道现在的防排水结构多采用复合式衬砌防排水结构，该结构在开挖后，采用锚喷网支护体系，完成一次支护，在一次支护上铺设防水板，在防水板表面再浇注二次衬砌结构。完成了将防水板夹在一次支护和二次衬砌中间，成为复合式衬砌结构。其中防水板在结构防水方面起了非常重要的作用，由于一次支护一般不具有防水性能，所以地下水主要靠防水板来隔离到二次衬砌之外。但是现有的防水板施工工艺和方法存在以下几个问题： 

    1、已铺设好的防水板很容易被后续施工用的钢筋头刺穿，而出现孔洞；

    2、已铺设好的防水板检查全靠人工识别，但是人工识别方法的劳动强度大、安全性低、工作效率低和识别结果精确度较低；

3、一些没有被发现的孔洞成为地下水从一次支护到二次衬砌的渗水通道，给隧道防排水系统造成了隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述不足，提供一种识别隧道已铺设段防水板孔洞的系统和方法，从而实现对隧道已铺设段防水板孔洞的自动识别和标记，识别结果精度高。 

本发明的技术方案：一种识别隧道已铺设段防水板孔洞的系统，该系统包括小车101，小车101上面集成有供电模块102、测距模块103、图像采集模块104、图像处理模块105、孔洞识别模块106、孔洞标记模块107和小车转向模块108；其中： 

所述的小车101能吸附到已挂设的隧道防水板表面，并沿隧道防水板做环向移动、纵向移动或停止的动作；

所述的供电模块102用于对系统中小车101、测距模块103、图像采集模块104、图像处理模块105、孔洞识别模块106、孔洞标记模块107和小车转向模块108进行供电；

所述的测距模块103用于记录小车101的车轮转数，根据车轮转数实时计算小车行驶距离，并且在承载车每行驶一个设定的路程单元长度和小车行驶到防水板边缘时，向图像采集模块104输出距离触发信号；

所述的图像采集模块104用于接收测距模块103发来的触发信号，对防水板表面进行图像拍摄，并将拍摄的图像输出到图像处理模块105；

所述的图像处理模块105用于将拍摄到的彩色图像转换为数字图像，把数字图像转换为灰度图，并使用边缘检测算子对转换后的灰度图进行图像增强，通过灰度图来判断图像是否有孔洞；

所述的孔洞识别模块106用于接收图像处理模块105处理后的图像，并对处理后图像进行识别，并对孔洞进行定位，根据定位结果进行分类；

所述的孔洞标记模块107用于对孔洞的坐标进行标记并存储标记结果，也洞的标记是根据图像处理模块106定位的的孔洞坐标进行的；

所述的小车转向模块108用于改变小车101的行驶方向以及图像采集模块104和孔洞标记模块107的相对位置。

所述的路程单元长度为所述图像采集模块104拍摄出的一帧图片所覆盖的路程长度。 

上述识别隧道已铺设段防水板孔洞的方法，包括以下步骤： 

(1)先使小车沿隧道环向防水板表面行驶，并实时判断计算出小车行驶距离是否等于设定的路程单元长度，如果是，则执行步骤(2)，否则，返回步骤(1)；

(2)当测距模块103中测量的小车101所行驶的路程长度等于系统预先设定的路程单元长度时，向图像采集模块104发出距离触发信号，图像采集模块104对防水板表面图像进行拍摄，并将拍摄的图像传输给图像处理模块105；

(3)图像处理模块105将彩色图像转换为数字图像，将数字图像转换为灰度图，并使用边缘检测算子对转换后的灰度图进行图像增强，通过对灰度图中每个像素的灰度值进行归一化运算，通过判断灰度值是否有突变，和突变点的分布范围和连续分布大小来判断图像是否有孔洞，如果图像区域内无孔洞，则小车正常行驶，其他模块无响应，如果图像区域内有孔洞，则执行步骤(4)；

(4)孔洞识别模块106接收到图像处理模块105发来的处理后的图像后，对图像进行识别，并对孔洞进行定位，根据定位结果进行分类；分类为正常的孔洞，则执行步骤(5)；分类为小车行驶至防水板纵向边缘，则执行步骤(6)；分类为小车行驶至防水板环向边缘，则执行步骤(7)；