[发明专利]一种地铁隧道外观检测方法

说明书

本发明公开了一种地铁隧道外观检测方法，使用地铁轨道图像数据采集平台按一定速度沿着地铁的行进路径对地铁结构全断面表面进行高清图像采集；对每个断面采集的高清图像横向放置，按一定速度行走、一定数量站点采集的图像纵向放置，由此形成了图像矩阵，将图像矩阵进行纵、横向拼接，形成一张完整的、全断面的地铁高清图；接着将地铁管片CAD矢量图对拼接后图像进行矫正，得到带有位置坐标的漫游图；然后在漫游图上标记裂缝和渗透等缺陷，最后自动计算缺陷大小和位置，自动分类和统计。本发明可以得到地铁隧道表面的所有表观缺陷信息，观测到表面上亚毫米级的渗水、裂纹、侵蚀、泄漏、剥落、错台等缺陷信息，为地铁隧道的电子化管养和维护提供科学、全面的数据。

技术领域

本发明涉及地铁隧道外观检测方法。

背景技术

城市地铁隧道结构所处环境敏感、复杂，易受地铁列车运行振动影响，以及衬砌结构的连接处及其自身的施工缺陷，地铁隧道结构不可避免出现渗漏水、裂缝、错台、破损、大变形等各种病害，从而影响结构的性能与安全状态。为了全面和及时掌握隧道结构的安全状态，就需要对其进行观测、检测和监测。目前地铁隧道结构病害的检测基本都采用人工巡检方法，存在检测劳动量大，主观性较大等问题，检测效率低，精度差，难以保证检测结果的完整性和准确性，更不能记录和分析病害的时间演化规律，无法适应逐渐扩大的地铁隧道结构安全检测的需求。

因此亟需一种自动化、扫描式、数据化、图像化的自动检测设备来综合完成地铁隧道的全断面的外观检测设备和方法，高效、全面得解决隧道安全检测难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种地铁隧道外观检测方法，通过图像处理技术得到地铁隧道全景高清图和图像几何信息，得到地铁隧道表面的所有表观缺陷信息。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种地铁隧道外观检测方法，包括以下步骤：

1)根据地铁隧道检测精度要求γ、相机宽度方向分辨率dpi，相机镜头中心线到达隧道圆弧面的距离d，相机传感器感光片的长度SS_L，计算出相机最小焦距f；

2)由镜头焦距f、相机传感器长度和宽度分别为SS_L和SS_H、隧道半径r，相机到隧道面的垂直距离d，计算出每台相机覆盖的隧道圆弧面的角度β和行走方向宽度S；

3)根据图像重叠率ol、单个相机覆盖的角度β和行走方向宽度S，需要检测的范围θ，快门间隔时间t，确定相机数量n₂和图像采集平台的行驶速度v；

4)将n₂个相机一次同时拍摄的图像作为一行图像，单个相机按照不同时间间隔拍摄形成一列图像，形成矩阵图像，即M(n₁,n₂)；

5)对矩阵图像的n₁×n₂张图像进行拼接处理；

6)通过坐标变换将拼接处理后的图像中的每个像素变换到CAD坐标系中对应的坐标位置，使得拼接处理后的图像变成具备几何坐标和尺寸信息的图像文件，完成图像配准；

7)利用配准后的图像标记和量测地铁隧道外观的缺陷。

相机数量

图像采集平台的行驶速度

步骤5)的具体实现过程包括：

1)根据采集平台路径点顺序，对待拼接图像I_c之间的拼接顺序进行预排序，其中c表示待拼接图像的数量；

2)采用SURF特点检测算法，查找待拼接图像特征点；