[发明专利]一种隧道快速检测系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明基于隧道的快速检测系统领域，特别是涉及一种隧道快速检测系统及其控制方法。

背景技术

中国已是世界公路隧道最多、发展速度最快的国家。由于各种因素影响，隧道在长期使用过程中比普通道路更容易出现病害，如衬砌开裂、隧道渗漏水、隧道病害、衬砌腐蚀等。这些病害影响隧道交通安全性，同时严重危害行车安全。

发明内容

本发明提供一种隧道快速检测系统及其控制方法，以克服现有技术中的不足。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种隧道快速检测系统，包括：

图像采集模块：用于采集隧道衬砌裂缝信息，并将采集到的信息传输至车载电脑控制系统；

车载电脑控制系统：分析处理所述图像采集模块收集到的图像信息；

终端显示模块：对经所述车载电脑控制系统处理后的信息进行存储和显示。

优选的，所述的图像采集模块包括：

CCD图像采集器、照明模块、图像采集卡、图像存储器和车载吸盘支架，所述图像采集卡安装在所述图像存储器内，所述CCD图像采集器设置在所述车载吸盘支架上。

优选的，所述CCD图像采集器包括3-6台的线阵CCD相机。

优选的，所述照明模块包括与CCD图像采集器连接的照明装置和电源装置。

优选的，所述车载电脑控制系统还包括：

CCD图像采集器采集速度的控制模块，包括：车速监控模块和速度调整模块，所述车速监控模块将车速数据传输至所述速度调整模块，所述速度调整模块控制所述CCD图像采集器的采集速度；

图像分析模块，对采集到的图像进行增强和分割；

裂缝及干扰物的区分模块，通过分析图像分析模块传输来的信息提取裂缝特征指标，完成对裂缝及其它干扰物的区分。

一种隧道快速检测系统的控制方法，包括以下步骤：

1）利用图像采集器采集隧道内的图像信息，并将图像信号发送至车载电脑控制系统的步骤；

2）控制图像采集器采集速度的控制步骤；

3） 所述车载电脑控制系统对所述图像采集器采集到的图像信息进行图像处理的步骤；

其中图像处理的步骤包括图像增强的步骤以及图像分割的步骤：

其一，图像增强的步骤如下：

（1）利用改进的直方图灰度拉伸法进行对比度增强，其算法可表示

为：

g(x,y)=

① 0 ， f(x,y)≤ a

② 255 ， f(x,y)2≥ b

③ 255×｛f (x,y)-a｝/（b-a ) ，其他

其中，g(x,y)为对比度增强后图像，f(x,y)为待处理图像，a为直方，图中亮区域灰度阈值,b为暗区域的灰度阈值。用次算法处理十遍。对图像进行四邻域平均平滑十次和拉普拉斯锐化一次。重复这步操作五次。

（2）其中利用邻域平均法对于一副数字图像f(x,y)中的每个像点(m,n),取其邻域S,对其取平均值作为处理后所得图像像点(m,n)处的灰度,即用下式得到平滑后的图像的函数表达式:

g(x,y)=1／M×∑(i,j)esf(x,y)

而四邻域平均法的平滑模板为

（3）利用上述直方图灰度拉伸法对图像进行十次对比度增强；

（4）再对图像分别进行五次四邻域平均平滑和十五次上上述直方图灰度拉伸法进行对比度增强处理。

其二，图像分割的步骤采用基于最大类间方差的灰度门限分割算法和基于直方图修正的迭代剪枝法，对进行图像增强后的图像进行分割；

4）裂缝及干扰物的区分步骤：对图像进行边界或区域上的图像分割，提取裂缝目标。

本发明的有益效果是：本发明可实现隧道病害检测的自动化、快速化和客观化,克服了传统检测方法存在的工作量大、效率低、主观性强等缺点，快速检测衬砌开裂、隧道渗漏水、隧道冻害、衬砌腐蚀等病害，保证隧道的维修养护工作的快速有效施行，减少隧道交通安全事故的发生率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种隧道快速检测系统及其控制方法图像采集模块的一工作流程框图；