[发明专利]一种基于灰度数据的盾构隧道管片环缝快速识别方法

说明书

本发明为一种基于灰度数据的盾构隧道管片环缝快速识别方法，所述的环缝快速识别方法包括采集盾构隧道管片的原始灰度图像，其特征在于：包括步骤：S1、使用直方图均衡化方法对原始灰度图像进行对比度增强处理；S2、根据对比度增强处理后的图像，统计其中每列灰度累加值；S3、对统计后的列灰度累加值进行缩放处理，将其缩放到设定范围；S4、根据缩放后的列灰度累加值确定盾构隧道管片环缝判定阈值；S5、遍历所有有效列的位置，并与所述的盾构隧道管片环缝判定阈值逐一比对，判断当前有效列的位置是否为盾构隧道管片环缝所在的位置，若是则记录下此位置；S6、输出最终的盾构隧道管片环缝位置的判断结果。

技术领域

本发明涉及一种采用数字图像处理技术对盾构隧道管片环缝进行识别方法，特别是公开一种基于灰度数据的盾构隧道管片环缝快速识别方法，应用于地下工程领域。

背景技术

由于盾构法隧道技术具有修建速度快、干扰少、工艺成熟等特点，已大量应用于地铁、管沟、公路市政等地下隧道工程。在盾构隧道的运营过程中，由于受到车辆的振动、周边荷载的扰动等影响，盾构隧道管片结构会逐渐产生变形，变形达到一定程度会影响车辆行车安全及隧道结构的安全，故隧道管片变形检测是隧道日常运维监测的主要项目之一。盾构隧道的变形检测传统方法是通过全站仪或布设收敛计等仪器设备进行隧道测点断面检测实现的。但由于盾构隧道越来越多，检测业务量急剧增加，传统检测方法的效率已不能满足盾构隧道变形监测的工作需求，因此，基于数字图像处理的盾构隧道变形检测技术已得到了大量的应用。

在盾构隧道变形检测工作中，如何精确定位盾构隧道管片环缝的位置是实现基于数字图像处理的盾构隧道变形检测的关键技术之一，传统方法基于车距轮数据的盾构隧道管片环缝定位方法精度底，且效率低下，难以满足作业要求。

目前基于数字图像处理的盾构隧道管片环缝识别方法鲜有文献可查，如何快速识别出盾构隧道管片环缝是一个有待解决的关键问题。

因此，研究一种快速识别盾构隧道管片环缝的方法已成为基于数字图像处理的盾构隧道变形检测技术的迫切需求之一。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的缺陷，设计一种基于灰度数据的盾构隧道管片环缝快速识别方法，能快速识别出盾构隧道管片环缝，用于隧道管片里程定位或环号确定，以提高基于数字图像处理技术的盾构隧道变形检测工作的效率。

本发明是这样实现的：一种基于灰度数据的盾构隧道管片环缝快速识别方法，所述的环缝快速识别方法包括采集盾构隧道管片的原始灰度图像，其特征在于，所述的环缝快速识别方法还包括以下步骤：

S1、使用直方图均衡化方法对原始灰度图像进行对比度增强处理，原始灰度图像记为I_src，对比度增强处理后的图像记为I，图像的宽和高分别记为W，H。

S2、根据对比度增强处理后的图像I，统计其中每列灰度累加值G_j，其中j ∈[1，W]。

所述步骤S2的具体操作如下：

（1）设定统计图像I中每列灰度累加值的起始范围，记为V_start、V_end，其中V_start∈[1，H]，V_end∈[1，H]；

（2）根据设定的每列灰度累加值的统计起始范围，得到有效数据统计区域，记为R_V，统计图像I中有效数据统计区域内的列灰度累加值，记为G_j，j∈[1，W]，计算方法如下：

公式（1），

其中g（i，j）为图像I在（i，j）位置的灰度值，且（i，j）∈R_v，i∈[V_start，V_end]。