[发明专利]一种隧道衬砌裂缝测量方法及其测量装置

权利要求书

1.一种隧道衬砌裂缝测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过数码相机采集裂缝的图像，并通过激光测距仪测定采集的距离；

(2)在采集到的图像上选择需测量的区域，以防止由于图片太大目标裂缝较小而出现的处理偏差，并将选中的区域变成灰度图像；

(3)为上述选中的灰度图像确定阀值，并进行二值化图像分割，得到目标区域；

(4)在目标区域中提取出只包含裂缝的白色区域；

(5)提取裂缝的边缘，得到边缘图；

(6)采用最小距离法计算裂缝的像素宽度；

(7)根据预先确定的像素实际尺寸与照相距离的标定比例，得到裂缝的实际宽度。

2.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌裂缝测量方法，其特征在于，所述的步骤(1)对大裂缝进行分段采集。

3.根据权利要求1或2所述的一种隧道衬砌裂缝测量方法，其特征在于，所述的步骤(3)进一步包括：

(31)根据下式求出整幅图像的平均灰度值：

T_ave＝∑Pixels/N，

其中∑Pixels为图像中每个像素的灰度总和，N为总像素数；将T_ave设为初始阈值T_k，此时k＝1；

(32)根据T₁将图像分割成目标和背景两个部分，将灰度小于T₁的区域称为目标区域，大于T₁的区域称为背景区域，然后再求出两区域的平均灰度分别为T_low和T_high；

(33)根据下式求出新阈值：

T_k+1＝(T_low+T_high)/2，

若T_k+1不等于T_k，则将T_k+1代替T_k，返回步骤(32)，同时使k＝k+1，直到T_k+1＝T_k，执行步骤{34}；

(34)将T_k+1当作最终的阈值，进行二值化图像分割，目标区域中包含裂缝区域以及噪声点、灰度值与裂缝近似的小块区域，将图像黑白反转。

4.根据权利要求3所述的一种隧道衬砌裂缝测量方法，其特征在于，所述的步骤(4)进一步包括：

(40)找出目标区域中最大的白色部分，将其余部分处理为黑色，提取出包含裂缝的区域；

(41)通过一个n*n的正方形单位矩阵与步骤(40)提取出的区域进行腐蚀操作，检测是否存在与其匹配的区域，若是，则对原图像中对应于所提取出的区域的所有的点进行灰度平均：T_j＝∑Pixels_目标/N_目标，再根据T_j将图像二值分割成目标和背景两个部分，进行图像黑白反转后，再次进行腐蚀操作，判断其是否存在与其匹配的区域，如此循环，直到图像中没有与单位矩阵匹配的区域为止，执行步骤(42)；若否，执行步骤(42)；

(42)运用形态学方法对图像进行开、闭运算、空洞填充以及剔除边缘毛刺，寻找出最大的白色区域，将其余区域处理为黑色，得到只包含裂缝的白色区域。