[发明专利]一种基于视觉图像的隧道收敛变形检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于视觉图像的隧道收敛变形检测方法，其特征在于，针对每个待检测的隧道断面，预先设置一相机系统和对应的至少三个检测靶；

所述检测靶包括安装于所述隧道断面的左侧壁位置的第一检测靶、安装于所述隧道断面的右侧壁位置的第二检测靶以及安装于所述隧道断面的拱顶位置的第三检测靶，所述第一检测靶和所述第二检测靶的安装位置位于同一水平面上；

所述相机系统被固定在隧道的侧壁上，并与所述隧道断面之间具有一预设距离；

所述隧道收敛变形检测方法具体包括：

步骤S1，所述相机系统拍摄所述隧道断面的初始断面图像，并将所述初始断面图像发送至外部系统进行处理得到所述隧道断面的标准收敛参数；

步骤S2，所述外部系统根据检测需求生成相应的检测信号，并发送至所述相机系统；

步骤S3，所述相机系统根据所述检测信号拍摄所述隧道断面的实时断面图像，并将所述实时断面图像发送至外部系统；

步骤S4，所述外部系统根据所述实时断面图像和所述标准收敛参数进行处理得到实时的收敛检测结果。

2.根据权利要求1所述的隧道收敛变形检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述收敛检测结果中包括第一收敛变形参数；

则所述步骤S4中，根据所述实时断面图像中的所述第一检测靶和所述第二检测靶在所述相机系统的图像坐标系中的坐标数据，并按照如下公式，计算得到所述第一收敛变形参数：

其中：

D12用于表示所述第一收敛变形参数；

α用于表示所述相机系统的相机光轴与所述隧道断面的轴线之间的水平夹角；

f用于表示所述相机系统的相机镜头焦距；

μ用于表示所述相机系统的相机像元尺寸；

L用于表示所述预设距离；

所述实时断面图像中的中心点在所述图像坐标系中的坐标为(u0，v0)；

所述实时断面图像中的所述第一检测靶在所述图像坐标系中的坐标为(u1，v1)；

所述实时断面图像中的所述第二检测靶在所述图像坐标系中的坐标为(u2，v2)；

α、f、μ和L包括在所述标准收敛参数中。

3.根据权利要求2所述的隧道收敛变形检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述收敛检测结果中包括第二收敛变形参数；

则所述步骤S4中，根据所述实时断面图像中的所述第二检测靶和所述第三检测靶在所述相机系统的图像坐标系中的坐标数据，并按照如下公式，计算得到所述第二收敛变形参数：

其中：

X2＝D12-X1

D23用于表示所述第二收敛变形参数；

所述实时断面图像中的所述第三检测靶在所述图像坐标系中的坐标为(u3，v3)。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的隧道收敛变形检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述收敛检测结果中包括第三收敛变形参数；

则所述步骤S4中，根据所述实时断面图像中的所述第一检测靶和所述第三检测靶在所述相机系统的图像坐标系中的坐标数据，并按照如下公式，计算得到所述第三收敛变形参数：

其中：

D13用于表示所述第三收敛变形参数；

α用于表示所述相机系统的相机光轴与所述隧道断面的轴线之间的水平夹角；

f用于表示所述相机系统的相机镜头焦距；

μ用于表示所述相机系统的相机像元尺寸；

L用于表示所述预设距离；

所述实时断面图像中的中心点在所述图像坐标系中的坐标为(u0，v0)；

所述实时断面图像中的所述第一检测靶在所述图像坐标系中的坐标为(u1，v1)；

所述实时断面图像中的所述第三检测靶在所述图像坐标系中的坐标为(u3，v3)；

α、f、μ和L包括在所述标准收敛参数中。