[发明专利]一种基于光谱分析的隧道病害监测系统及监测方法

说明书

发明提出了一种基于光谱分析的隧道病害监测系统及监测方法，该系统基于光谱分析的隧道病害监测系统，包括控制处理模块、至少一组图像采集单元，所述图像采集单元包括补光光源、第一相机和窄带光谱相机；所述控制处理模块分别连接所述补光光源、第一相机、窄带光谱相机的触发端，所述控制处理模块按设定的时间间隔同步触发所述补光光源、第一相机和窄带光谱相机；所述第一相机、窄带光谱相机的图像信息输出端连接所述控制处理模块的图像信息输入端，所述补光光源输出光斑覆盖所述第一相机和窄带光谱相机的视场。该系统结构简单，能快速准确的完成对隧道病害的检测。

技术领域

本发明涉及安全检测及光谱分析领域，具体涉及一种基于光谱分析的隧道病害监测系统及监测方法。

背景技术

目前我国已成为拥有隧道数量最多的国家，同时也是隧道病害最严重的国家之一，隧道病害主要有渗漏水、管片损伤等。隧道健康问题的日益突出，隧道安全已成为社会广泛关注的问题；如何对现役营运隧道以及在建隧道进行健康评估和实时监测就变得尤为重要。

目前对于隧道病害监测，主要靠人工巡视，需要大量人员参与，巡检周期长，难以在第一时间发现病害。近年有相关单位提出了自动化隧道表面病害采集系统，主要是采用面阵或者线阵相机对隧道内部进行实时图像采集，并将采集到的图像进行存储后再对图像进行拼接及算法识别病害。此类方法算法都在服务器端，缺点是图像数据传输数据量大、病害识别算法复杂、病害识别精度不够高。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于光谱分析的隧道病害监测系统及监测方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提出了一种基于光谱分析的隧道病害监测系统，包括控制处理模块、至少一组图像采集单元，所述图像采集单元包括补光光源、第一相机和窄带光谱相机；

所述控制处理模块分别连接所述补光光源、第一相机、窄带光谱相机的触发端，所述控制处理模块按设定的时间间隔同步触发所述补光光源、第一相机和窄带光谱相机；

所述第一相机、窄带光谱相机的图像信息输出端连接所述控制处理模块的图像信息输入端，所述补光光源输出光斑覆盖所述第一相机和窄带光谱相机的视场。

第一相机通过补光光源照射，获得被拍摄目标反射的可见光光谱对应的灰度图像；窄带光谱相机通过补光光源照射，获得被拍摄目标反射的特定波长的红外线光谱对应的灰度图像；由于病害，如裂缝、水、油脂，在不同光波长的反射系数不一样，从而能够发现病害，并对病害类型加以区分。该系统结构简单，能快速准确的完成对隧道病害的检测。

进一步的，还包括时序控制模块；

所述控制处理模块的同步信号输出端连接所述时序控制模块同步信号输入端，所述时序控制模块的补光光源延时控制输出端连接所述补光光源触发端，所述时序控制模块的相机延时控制输出端连接所述第一相机、窄带光谱相机的触发端，所述控制处理模块按设定的时间间隔向所述时序控制模块发送触发信号，所述时序控制模块接收到触发信号后，同步触发所述补光光源、第一相机和窄带光谱相机。这能更好的同步触发补光光源、第一相机和窄带光谱相机。

进一步的，所述第一相机、窄带光谱相机的水平高度一致,所述补光光源输出光波长包含可见光波长及近红外光波长。这使得第一相机、窄带光谱相机所采集图像一致，图像效果更好。

进一步的，该系统安装于检测车上，所述图像采集单元安装于传动装置上，所述传动装置通过连接件与检测车连接，所述控制处理模块控制所述传动装置转动。这为隧道病害监测提供了便利。

本发明还提出了一种基于上述的基于光谱分析的隧道病害监测系统的病害监测方法，包括以下步骤：

S1、采用上所述的基于光谱分析的隧道病害监测系统对隧道进行病害监测，得到第一相机和第二相机采集的图像信息；