[实用新型]一种隧道洞周变形监测系统

说明书

本实用新型涉及机器视觉技术领域的一种隧道洞周变形监测系统，由图像处理软件及远程控制端、CCD相机、USB视屏采集卡、金属滑槽、相机承台、输入输出单元组成。其中，CCD相机通过相机承台与金属滑槽连接，USB视屏采集卡安装在CCD相机中，CCD相机通过USB视屏采集卡将数据储存并传导入远程控制端内，远程控制端通过图像处理软件对照片进行分析以及获取数据，进而了解所检测隧道的洞周变形情况。克服了传统人工手持仪器检测的费时费力、造价昂贵，且不具备时空连续性和高水准智能化的缺点，能够更好地为隧道安全施工和运营提供更加稳固的保障，提高交通工程施工智能化的水平，有效地减少检测失误的发生。

技术领域

本实用新型涉及机器视觉和摄影测量技术领域，特别是涉及一种隧道洞周变形监测系统。

背景技术

随着我国经济社会的发展和进步，我国的高速公路网日益发展和成熟。在当前的高速公路组成中，隧道是一个重要的组成部分。尤其是在四川、云南等多山地地形复杂地区，隧道建设是家常便饭，更是会出现大量超长隧道。然而在现如今的隧道工程监测方面中，主要还是采用人工检测的方法。这种人工检测方法有多种，例如大地测量法、INSAR技术、三维激光扫描、GPS技术等，以此来得到隧道洞周的变形情况。

由于隧道在使用过程中情况复杂，隧道变形的出现情况难以提前掌握，如果隧道变形情况出现但却未被监测人员掌握，可能因此造成巨大的经济和人员损失。目前现有的常用的监测隧道洞周变形技术主要是利用扫描设备和GPS技术进行变形监测。传统的监测方式主要是仪器成本昂贵，会消耗大量的人力物力，数据处理时间较长、智能程度低、时空连续性差；尤其是在超长隧道的检测中，具体实施有很大的困难。针对此种检测方式的不足，近年来出现的机器视觉技术实现对整个隧道变形监测的智能化，与传统的扫描检测相比，本发明利用机器视觉技术，采用CCD相机智能拍照与机械自动化结合，全面实现智能检测，具有时空连续性强、智能程度高、精度高、可操作性优等特点，因此可广泛应用在隧道的洞周变形安全监测预警当中。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有隧道洞周变形监测技术存在的费时费力、造价昂贵，且不具备时空连续性和高水准智能化的不足，提供一种基于机器视觉技术的隧道洞周变形监测系统及方法。

该系统主要由CCD相机、USB视屏采集卡、滑槽、图像处理软件及数据库、相机承台、输入输出单元、远程控制端组成。能实现全面监测隧道洞周变形情况，准确掌握可能存在的故障隐患，减少损失。

本实用新型所采用的的技术方案是：

在不影响隧道正常使用的时段，比如隧道建造过程中,在隧道两旁铺设与隧道要求检测长度相同的滑槽，金属滑槽以波浪形安装在隧道避人洞上方，以不影响隧道内部结构工作为基础要求，将CCD相机通过相机承台安装在金属滑槽上。

隧道左侧相机拍摄隧道洞周右侧画面，隧道右侧相机拍摄隧道洞周左侧画面。提前根据计算布设好相应标志点，由远程控制端控制双目摄像机，在一个点位拍摄完成之后，相机承台自动随滑槽移动到下一点位，若需要缩短测量时间可设置多台CCD相机同时进行测量工作。

由CCD相机获得的图像全部储存在USB视屏采集卡中，可先由图像处理软件和 CCD相机本身进行预处理，去除可能存在的影响因素。再将CCD相机上双目摄像头拍摄的照片，传入图像处理系统中，进行图像分析，得出相应的隧道洞周变形数据。

作为本实用新型的进一步技术方案，所述预处理是指CCD相机本身自带窄带滤光片，每一个拍摄点对应每一个布设的反光标志点，相机拍摄时通过窄带滤光片的过滤，能够消除背景杂光的干扰，提高采相质量。