[发明专利]一种基于机器视觉的隧道病害快速调查系统及调查方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉技术的隧道病害快速调查系统，其特征在于，装置于一调查承载车（5）上，包括：

机器视觉子系统，用于利用CCD摄像机对待调查对象－隧道表面进行采像，获取待调查对象的图像数据后传输至数据处理子系统；

激光测距子系统，用于通过激光测距方法测量机器视觉子系统采集的图像的成像距离；

光电测速子系统，用于运用光电测速方法对调查承载车的行驶速度进行非接触式测量，提供采集图像在隧道中的对应坐标；

控制子系统，用于控制激光测距子系统、光电测速子系统，接收并将激光测距子系统、光电测速子系统获得的测量数据传输至数据处理子系统，同时触发机器视觉子系统采集图像传输至数据处理子系统；

数据处理子系统，用于调用控制子系统传来的测量数据对机器视觉子系统获取的图像进行处理，进行灾害快速识别统计；

电源子系统，用于统一为上述各个子系统提供工作所需稳定电压。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉技术的隧道病害快速调查系统，其特征是在于，所述机器视觉子系统包括光学镜头、CCD面阵摄像机以及为所述CCD面阵摄像机成像提供光源的照明灯，还包括：

图像采集模块，用于将所述CCD面阵摄像机采集的图像信号转换为数字信号输入到计算机进行处理；

图像数据存储与传输模块，用于存储计算机处理的图像，并将图像数据传输到数据处理子系统。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉技术的隧道病害快速调查系统，其特征是在于，所述调查承载车（5）包括轮子和圆弧形车体，圆弧形车体外表面分布有机器视觉子系统（2）、激光测距子系统（3）以及光电测速子系统（4），机器视觉子系统中包括亮度固定的照明灯（1），圆弧形车体内置有控制子系统、数据处理子系统和电源子系统。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉技术的隧道病害快速调查系统，其特征是在于，所述光电测速子系统（4）安装在调查承载车（5）的圆弧形车体下方、与地面相对的位置处；所述照明灯（1）、机器视觉子系统（2）、激光测距子系统（3）每三个组成一组，在调查承载车（5）的圆弧形车体表面的各个方向均匀分布。

5.一种应用权利要求1－4任意一项所述基于机器视觉技术的隧道病害快速调查系统的调查方法，其特征是在于步骤流程如下：

（1）、确定采集区域：采集区域确定后，将调查承载车放置于采集区域所在的隧道内道路中央，并在开始检测时使其沿道路中心线匀速前进；

（2）、信息采集：由控制子系统向激光测距子系统下发测距指令并接收测距数据上传至数据处理子系统，并控制光电测速子系统测速，将通过测速而获得采集的图像的坐标定位数据进行格式转换后打包上传至数据处理子系统；同时产生触发信号，触发机器视觉子系统的CCD面阵摄像机采集图像上传到数据处理子系统；

（3）、数据储存：数据处理子系统将传来的采集的上述测距数据、定位数据及图像数据进行储存；

（4）、数据分析：数据处理子系统调用储存的所述采集的测距、定位数据按预设程序对采集的图像进行处理，进行灾害快速识别、判断及统计；

（5）、人工分析：即由分析人员介入分析，剔除统计中的错误结果，并将最终结果进行统计、归类和存档。

6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉技术的隧道病害快速调查方法，其特征是在于所述（4）中数据处理子系统调用储存的所述采集的测距、定位数据对采集的图像进行处理，进行灾害快速识别、分析判断及统计的方法如下：

首先，数据处理子系统调用储存的测距数据、定位数据和图像数据进行分析，对图像进行展开、拼接处理；

其次，对隧道衬彻结构图像进行分析识别、判断及统计，获得隧道裂缝、变形和渗漏水处位置、长度、宽度、面积以及衬砌侵限信息；

再次，由分析人员介入对所获取的上述统计信息进行人工分析，剔除所获取信息中的错误结果，以增强可靠性；

最后，由数据处理子系统将最终得到的分析结果进行统计、归类和存档。

7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉技术的隧道病害快速调查方法，其特征是在于：所述对隧道衬彻结构图像进行分析识别方法包括运用灰度级校正、二值化处理、二值图像处理和图像测量方法。