[发明专利]采用数码照相技术的隧道围岩变形检测方法

摘要

本发明公开了一种采用计算机远程控制下的数码照相技术的隧道围岩变形检测方法，该方法在隧道围岩断面上设置若干个观测点，并对观测点利用数字成像设备进行拍摄，将采集的图像利用无线网络传输到监控计算机中，由监控计算机对监测的图像进行处理，得到围岩形变的量测数据。通过对隧道围岩断面上若干个观测点进行拍摄，利用图像增强、图像预处理、图像识别等研究方法,经多级图像处理，提高了对比度，锐化了目标边缘，使围岩观测点更加清晰，从而把重点识别目标从隧道背景中有效分割出来，然后对处理后的图像进行坐标定位比对。可以快速地、安全地、自动化地对围岩形变进行测量预警。

主权项

一种采用数码照相技术的隧道围岩变形检测方法，其特征在于，该方法在隧道围岩断面上若干个观测点，并对观测点进行拍摄，将采集的图像利用无线网络传输到监控计算机中，由监控计算机对监测的图像按下列步骤进行处理：1）对图像进行数码影像分析首先确定数码影像量测坐标系，像平面坐标系xoy用以表示像素点在像平面上的位置，理想的成像系统中，像平面坐标系的原点与主点重合，其中，图像坐标系是用以表征像点在像平面内位置的二维平面坐标系，进而便于像点和对应点空间位置的相互换算；2）对图像进行预处理将采集到围岩图像进行增强，对其中的观测特征，即边缘、轮廓、对比度等进行强调或锐化，以便显示观察和进一步分析与处理，经过增强后的围岩采集图像并不增加其中的相关信息，但增加所选观测点特征的颜色值的动态范围，根据采样图中的RGB3分量以及它们的权重来求取信号最高和最低值的相对比值，其中灰度修正使围岩图像动态范围加大，对比度扩展，图像清晰，特征明显，从而使这些特征检测或识别更加容易；3）对图像信息的阈值分割由于利用数码影像坐标定位特征点识别算法是基于二值化后观测到的围岩信息图像，所以在进一步提取图像信息前，需要对围岩图像进行二值化，并采用最大类间方差法将直方图在某一阈值处分割成两组，当被分成的两组的方差为最大时，将该分割值定为分割阈值；4）对图像进行形态学算法处理将过预处理的围岩信息图像，利用形态学算法对背景图片进行降噪处理，再通过连通区域标记法得到围岩目标标记点的最终精细轮廓，并在像平 面坐标系中定位，将坐标数据返回，得到围岩形变量测数据；5）利用计算机远程控制数码相机，在一定时间段内连续拍摄，根据不同时间的图像中围岩标记点的坐标比对，确定围岩在一定时段内的变形情况，并在超出预警值时自动预警。