[实用新型]一种基于图像处理的隧道表面裂缝快速智能检测车

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种隧道检测设备，具体涉及一种基于图像处理的隧道表面裂缝快速智能检测车。

背景技术

我国铁路隧道比重较大，中国的铁路线上已建成并正式交付运营的隧道达5500余座，总长度超过2700公里，成为世界上铁路隧道数量最多、长度最大的国家。当前，隧道养护部门对隧道表面灾害的检测手段通常以低等级公路的检测与养护思路为主，主要靠人工养护巡查，其检测方法基本上为一些效率和技术含量较低的方法，多以人工方式为主，检测结果受人为因素影响较大，很难获得统一标准的检测结果，且存在一定的交通安全隐患。

目前，隧道检测的测量方法可分为两种：接触式和非接触式。接触式测量是一种使用较早的手段，借助探针和量角器，测量系统可以得到一个断面上有限点的准确数据，数据的记录方式可以人工记录，也可采用光学编码或电位器记录，工作量大，需要较多的人工干预，测量速度慢，无法测量断面上的每一个点，不适合动态测量。非接触式测量有很多方式，最简单的非接触测量与应用探针和量角器测量的原理相近，用电磁测距系统测量距离，用经纬仪测量角度，这种方式下，数据的采集和处理可现场进行，精度较高，但需要现场采集高密度测量点，比较费时；另一种较为简单的方法是采用类似光学测速的原理，但在有限的精度范围内，工作量大。

上述方法对快速发现隧道表面裂缝都存在着工作量大，费时费力的问题，因此，如何能够快速准确地检测出隧道表面存在的裂缝，对隧道的安全和高效使用有着极为重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种基于图像处理的隧道表面裂缝快速智能检测车，该检测车能够通过图像采集及图像处理分析的方式及时获取隧道表面裂缝信息，在精度、速度和工作量方面均具有令人满意的效果。

为此，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于图像处理的隧道表面裂缝快速智能检测车，包括车体，所述车体底部设有左前轮、右前轮、左后轮及右后轮，所述左前轮与右前轮连接有舵机，所述左后轮连接有左后轮电机，所述右后轮连接有右后轮电机，所述车体上设有主控单元，所述主控单元与舵机、左后轮电机及右后轮电机相连接，所述主控单元还连接有用于测算障碍物与车体间距离的超声波测距模块、用于获取并处理隧道内壁图像信息的图像校正融合处理单元及用于存储处理后图像信息的SD卡；

所述图像校正融合处理单元包括图像处理控制模块和两个分别设在车体顶部两侧的相机，所述相机通过A/D转换模块与图像处理控制模块相连接，所述图像处理控制模块通过LVDS数据总线与SD卡相连接，所述图像处理控制模块还通过UART数据总线与主控单元相连接。

进一步地，所述主控单元还连接有用于为主控单元提供车体姿态信息的姿态传感器。

进一步地，所述车体的左后轮或右后轮上安装有用于为主控单元提供车体位移信息的码盘，所述码盘与主控单元相连接；且所述码盘可采用霍尔码盘。

进一步地，所述主控单元还连接有用于实现车体远程控制的无线数传模块。

进一步地，所述图像处理控制模块还连接有用于存储图像预校正表和图像拼接校正表的Flash存储器。

进一步地，所述图像处理控制模块与LVDS总线之间连接有SRAM存储器。

进一步地，所述图像校正融合处理单元采用的相机为工业面阵CCD相机，且所述相机采用超广角镜头。

本实用新型车体以中低速四轮电动车为基础，通过加装超声波测距模块、姿态传感器和霍尔码盘等信息采集装置，来获取车体状态信息以及车体周围的路径、障碍物等信息。通过加装用于方向控制的舵机和用于动力控制的车轮电机等装置来自由控制车体的运动。主控单元实时获取路况视频、超声测距、姿态和位置等多路信息，融合这些信息来实现对周围环境的建模和对自身的定位；在自身和周围环境同时运动的情况下，能够根据预设路径及当前道路环境和汽车自身行驶状态，规划合适路径；最后通过控制舵机、左后轮电机及右后轮电机，操纵车体安全行驶。同时还能通过无线数传模块实现车体的远程手动操作。

图像校正融合处理单元采用一种“面性分析”的动态检测方法，通过安装在车顶的两个180°超广角工业CCD相机实时全方位采集隧道内面信息，在图像处理控制模块内对两路图像分别进行进行畸变校正并拼接融合，后期对采集图像进行高斯平滑、去除噪声、轮廓提取等处理，最后将压缩后的图像通过LVDS数据总线传输给检测车主控单元并记录下来。