[发明专利]一种盾构机盾尾间隙视觉测量方法

权利要求书

1.一种盾构机盾尾间隙视觉测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)安装摄像机，摄像头距离盾构机底部盾壳高度为h；

(2)摄像机拍摄盾构机工作过程中原始图像，该原始图像中包含管片上边缘和管片下边缘，且管片下边缘为盾尾间隙的上边缘；

(3)以原始图像中心点所在水平轴为分割线将该原始图像划分为第一子图像和第二子图像，其中，第一子图像包括管片下边缘，第二子图像包括管片上边缘；

(4)从第二子图像中获取管片上边缘，计算得到管片上边缘在原始图像中距离原始图像中心点的距离d₂；

(5)根据设定的比例尺将d₂转换为实际高度h₂；

(6)根据下式获得盾尾间隙d：d＝h+h₂-d₃，其中，d₃为管片实际高度；

其中，步骤(5)后还包括检测精度验证，具体为：

(a)从第一子图像中获取管片下边缘，计算得到管片下边缘在原始图像中距离原始图像中心点的距离d₁；

(b)根据步骤(5)中的比例尺将d₁转换为实际高度h₁；

(c)对h₁和h₂求和得到H，求取H与d₃的误差大小，若误差在设定范围内则执行步骤(6)，否则返回步骤(2)。

2.根据权利要求1所述的一种盾构机盾尾间隙视觉测量方法，其特征在于，步骤(4)中获取管片上边缘具体通过下述方式获得：采用Canny边缘检测算法获取第二子图像中包含的边缘信息并得到边缘图像，对边缘图像进行投影处理生成水平方向边缘像素统计数组，根据水平边缘像素统计数组获取管片上边缘。

3.根据权利要求1所述的一种盾构机盾尾间隙视觉测量方法，其特征在于，所述的步骤(a)具体为：

(a1)对第一子图像进行预处理；

(a2)对预处理后的图像进行图像二值化，分割出盾尾间隙和管片密封条；

(a3)对二值化处理后的图像进行双峰结构补充，在补充后的投影图中寻找谷底坐标，根据谷底坐标去除管片密封条；

(a4)对步骤(a3)去除管片密封条后的图像进行模板匹配得到盾尾间隙附近图像；

(a5)采用分割算法提取盾尾间隙，获取管片下边缘。

4.根据权利要求3所述的一种盾构机盾尾间隙视觉测量方法，其特征在于，步骤(a1)中预处理包括灰度化处理、图像增强处理以及通过对比度增强算法提高图像中间隙与图像其余部分对比度。