[发明专利]一种隧道内移动装置的移位检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧道内移动装置的移位检测方法，其可以用于测量隧道车等移动装置的行进位移。

背景技术

近年，有相关单位与学者提出了隧道表面信息自动化采集系统，该系统主要是利用光学成像技术，在移动平台上安装相机设备，对地铁隧道拍摄高清图像并记录图像拍摄位置。如果利用数字图像处理与计算机视觉技术，对地铁隧道图像进行智能化检测分析，则可以实现地铁隧道智能化信息监测与管理，对地铁运营的安全维护有重要意义。在地铁隧道上高速移动拍摄隧道表面图像具有很大的难度。移动平台在高速前进过程中，通过轮轨摩擦产生牵引力，该过程中不可避免地存在车轮打滑以及由于轮轨缝隙而以S形路线前进。这给移动移动平台的位移测量带来很大的挑战。由于隧道成像技术多采用高速线阵相机拍摄，利用测量位移进行图像融合，所以移动平台位移测量的精度直接影响隧道成像的准确度。此外，隧道铁轨的沉降一方面影响车辆运行安全，另一方面也增加了移动平台位移测量的难度。

发明内容

本发明提出了一种隧道内移动装置的移位检测方法，有效修正移动装置的位移，为移动装置获取隧道图像提供更为精确的位移数据。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种隧道内移动装置的移位检测方法，其特征在于包括以下步骤：

在隧道给定的区间的两端和移动装置上分别安装信号收发对，线阵CCD相机与位移传感器固定于移动装置；

移动装置移动过程中，位移传感器提供位移信号，线阵CCD相机根据该位移信号获取隧道内管片的图像；

沿着隧道延伸方向对图像分块压缩存储，降噪处理；

利用梯度边缘检测算法以及图像区域灰度特征对图像进行分割，并作形态学膨胀腐蚀与二值化处理，获得轮廓特征；

利用图像直线检测算法，由隧道管片轮廓特征提取相邻管片接缝的轮廓信息，并由位移传感器获得当前管片接缝的位置，已知该管片接缝在给定区间的位置，得出管片接缝测量误差；

多次测量，比较同一管片接缝的测量误差变化，获得该管片位置的位移传感器测量误差的概率分布模型；

获得每一管片的测量位移误差的期望值，分配位移传感器的测量值与区间总长度的总误差。

在本发明的隧道内移动装置的移位检测方法中，根据给定区间内位移误差的分布，拟合误差分布曲线，按该分布曲线，分配总误差。

在本发明的隧道内移动装置的移位检测方法中，将隧道分为若干个给定区间，各区间之间设置红外收发装置。

在本发明的隧道内移动装置的移位检测方法中，经给定区间后，位移传感器的位移值清零。

在本发明的隧道内移动装置的移位检测方法中，图像的降噪方法包括图像增强以及滤波算法。

在本发明的隧道内移动装置的移位检测方法中，所述信号收发对由红外发射装置和接收装置组成。

在本发明的隧道内移动装置的移位检测方法中，所述红外接收装置为红外接收管阵列，该红外接收管阵列安装在隧道车上，根据红外线照射在红外接收管阵列上的位置，计算沉降。

实施本发明的隧道内移动装置的移位检测方法，具有以下有益效果：本发明将隧道分为若干给定区间，利用红外对管输出位移传感器测距复位信号，有效地解决了长距离位移测量带来的误差不断积累问题；利用图像算法检测管片接缝位置并进行多次测量进行误差分析，通过大量数据分析，得出由轮轨打滑和S形路线造成的位移测量误差的概率分布模型，估计误差期望，从而分配总误差，降低每一段的测量误差；利用高分辨率红外接收管阵列，可以有效监测特定位置铁轨沉降。

附图说明

图1为本发明的隧道分割示意图；

图2为本发明的一种实施方式下隧道内移动装置；

图3本发明的隧道内移动装置的移位检测方法的流程图；

图4为图3的系统结构示意图；

图5表示在存在打滑和S路线前进的前提下，车体实际运行位移曲线与传感器测得的位移曲线。

图6为待拼接的两幅图；

图7为两幅图拼接区域的拼接系数曲线图；

图8为图6的拼接结果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。