[发明专利]基于计算机图像处理的公路路面、隧道病害诊断系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种公路、隧道病害诊断方法，尤其涉及一种基于计算机图像处理技术来识别公路路面、隧道病害的方法。

背景技术

目前，公路、隧道建设呈现出新项目减少，养护、维修项目迅速增加的趋势，已建成公路、隧道的检测、养护将成为未来公路市场的主导内容之一。通常的沥青路面、隧道养护设计检测采用传统人工的调查方法，养护方案决策依靠经验，这就形成了设计周期长、效率低。目前，激光扫描探测和高精度测绘技术及装备在国内外公司已经相当成熟，我国公路路面、隧道病害检测装置以CCD相机获得路面灰度图，以测速雷达来获得路面距离，以地标建筑来定位，取得了很好的效果，但是设备购置和维护费用高昂，在病害诊段中，自动化设备使用不够方便，还存在不易全部识别、数据难以直接应用于养护设计后续过程的问题；在病害诊段系统中，目前采用的项目级路面管理系统的数据库要求包含的数据量非常多，常常包括建设资料、养护重建历史、交通量、费用信息、材料信息、道路几何特征、水文地质、路况排水等内容，使用的模型包括路况评价模型、使用性能预测模型、养护费用分析模型、结构分析模型等，模型运行结果的可靠性需要连续多年的大量详实的原始数据支持。局限于当前的养护现状，相当一部分养护项目应用项目级路面管理系统进行养护决策较为困难。因此开发出一套费用低廉，高效实用的病害采集、养护决策的设备具有极大的现实意义。

发明内容

本发明的目的是，提供一种通过公路路面、隧道病害的计算机图像处理来识别和诊断公路路面、隧道病害诊断系统，本发明的技术要点是：采用图像识别技术来自动识别路隧病害，并提出该路段的维护方案。结合已有的病害裂缝、裂纹的边缘、灰度、长度、形状等物理特性，对路隧的病种病因做出准确的判断，及时提出路隧维护方案，挽回国家经济损失。

本发明包括硬件和软件两部分，硬件部分包括相干式激光路面检测设备、三维连续式激光检测设备、主控计算机单元、数据记录存储单元、电气单元及环境保障单元；软件部分包括路隧病害信息数据库、病害处理模块、病害诊断模块、专家诊断平台、后台操作系统和其他模块，各模块功能如下：

1、路隧病害信息数据库，用于存储现有路隧病害特征信息，绝大多数路隧病害都是可视的。在信息数据库中，有病害的多种表现形式，如横向裂缝、纵向裂缝、不平整度和相应的养护方案等信息，信息数据库采用SQL Sever 2000、操作系统采用Windows XP、Windows 2007、VC++开发环境。利用数据库编程语言(SQL语言)建立可查询数据库接口；利用数据库编程语言(SQL语言)建立信息更改、删除等数据库操作接口；

2、病害处理模块：用于输入路隧图像比例形状调整、图像增强、图像分割；

3、病害诊断模块：用于将处理后的图片通过计算机处理和预存在数据库中相应的病害图像比较、识别，确定病害类别、程度，并做出养护决策；

4、专家诊断平台：用于将路隧病害以图片方式通过网络提交给在线专家，支持多名专家远程会诊，确定病害类型、等级和养护方案。

5、后台操作系统，是标准的MIS系统，真正实现了管理上的计算机化，并采用模块化思想，把系统功能化分为各功能模块，保持模块的相对独立及块间耦合，包括：

用户管理模块：包括权限管理和用户管理；

注册登录模块：包括用户注册登录、专家注册登录和管理员登录；

6、其他功能模块：包括用户交流模块和行业要闻模块，要闻包括地质灾害预警、气象预警、用户登记统计、时事通报、技术交流。

本系统采用编程语言(VC/VB/DELPHI/JAVA/ROSE/POWER BUILDER/RDCASE等)

基于计算机图像处理的路面、隧道病害诊段系统，该软件经过多项功能和性能调试，以证实其具有完成公路路面、隧道病害诊断相关的图片与处理、图像分割、特征提取、特征选择、病害诊段，用户管理、专家在线等功能，能够提供数据、信息、过程、结果的集成一体化的路面、隧道的病害检测机制，不仅能保障公路、隧道结构安全和行车安全，减少工程技术人员的繁杂劳动，而且对环境保护、减少水土流失、降低养护成本等方面具有重要意义。

附图说明

图1是安装路隧病害诊断系统车辆的正面示意图：

图中，1-相干式激光路面检测设备、2-三维连续式激光检测设备、3-主控计算机单元、4-数据记录存储单元、5-电气单元及环境保障单元、6-导航与定位单元；

图2是路隧病害诊断系统核心部件的工作原理图：