[发明专利]隧道图像采集系统及方法

说明书

本发明提供了一种隧道图像采集系统及方法，涉及隧道检测技术领域，该系统包括检测车、控制单元、以及分别与控制单元连接的图像采集装置和轮廓扫描传感器；图像采集装置和轮廓扫描传感器均设置在检测车的尾部，且处于前后临近的两个隧道断面位置；图像采集装置包括多台相机；轮廓扫描传感器采集隧道断面轮廓的尺寸数据，并发送至控制单元；控制单元根据接收的尺寸数据，同步控制各台相机的启停。由于根据隧道断面轮廓的尺寸变化可以判断是否进入隧道正线区间，因此通过轮廓扫描传感器可以确定进出隧道的时间，从而可以实现各台相机启停的同步控制，即实现了多目相机的图像自动同步采集功能，从而提高了后续图像检测结果的可靠性和准确度。

技术领域

本发明涉及隧道检测技术领域，尤其是涉及一种隧道图像采集系统及方法。

背景技术

随着国内地铁路线的快速发展，早期建设的地铁隧道基础设施已经进入养护维修期，而新建成的地铁隧道，也会诱发洞体形变并出现裂缝，影响隧道的正常使用，威胁行车安全。如果对地铁隧道洞体出现的裂缝不及时预警，会使隧道基础设施进一步遭到破坏，一旦发生事故，会给生命财产带来巨大损失。并且隧道内的表面裂缝可发展成具有破坏性的贯穿裂缝和深层裂缝，破坏结构的整体性，从而带来无法估量的危险。所以进行定期的裂缝检测，并观察重点裂缝的变化变得尤其重要。

目前，我国隧道裂缝检测主要依靠人工检测来实现，技术人员在隧道内缓慢移动，用肉眼观察裂缝，利用卡尺级裂缝宽度测量仪进行测量，凭借人工经验判断裂缝的危害性，效率低下，而且检测结果不客观，人的主观因素影响较大。一般安排在晚上线路无运营时进行，为保证次日线路正常运营，预留维修天窗时间一般不超过三个小时，因此该方法对检测时效性要求较高，人的安全性无法得到保障。这种以人工为主的检测方式工作效率低、占用线路时间长，无法满足现代城市轨道交通检测的需求。

基于机器视觉的裂缝检测已取得了一定的研究成果。一般采用工业相机以及配套光源对隧道断面进行连续拍摄，根据拍摄的图像进行裂缝检测。为了覆盖完整的隧道断面，通常使用多台工业相机同时拍摄。然而现有技术中无法保证多目相机同步采集隧道图像，各台相机采集的图像会存在时间延迟问题，这样容易造成数据的丢失，影响后续图像检测结果的可靠性和准确度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种隧道图像采集系统及方法，以实现多目相机的图像自动同步采集功能，从而提高后续图像检测结果的可靠性和准确度。

第一方面，本发明实施例提供了一种隧道图像采集系统，包括检测车、控制单元、以及分别与所述控制单元连接的图像采集装置和轮廓扫描传感器；所述图像采集装置和所述轮廓扫描传感器均设置在所述检测车的尾部，且所述图像采集装置和所述轮廓扫描传感器处于前后临近的隧道断面位置；

所述图像采集装置包括多台相机，所述图像采集装置用于通过多台所述相机采集隧道断面图像；

所述轮廓扫描传感器用于采集隧道断面轮廓的尺寸数据，并发送至所述控制单元；所述控制单元用于根据接收的所述尺寸数据，同步控制各台所述相机的启停。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述相机包括高速线阵相机；所述轮廓扫描传感器包括两个相对水平设置的激光二维扫描传感器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述控制单元包括主服务器以及分别与多台所述相机一一对应的多个工控机，每台所述相机均配置有图像采集卡；所述主服务器分别与多个所述工控机连接，每台所述相机通过配置的所述图像采集卡与对应的工控机连接；