[发明专利]基于增强现实技术的隧道衬砌病害查看方法及穿戴式设备

说明书

本发明提供一种基于增强现实技术的隧道衬砌病害查看方法及穿戴式设备，其包括以下步骤：步骤S1，采集当前信息；步骤S2，根据当前信息调取与当前信息对应的视野范围内的区域病害信息；步骤S3，在虚拟隧道环境中标出区域病害信息相对应的位置点,形成标注区域图像；并且根据设定的隧道衬砌病害分类及标注模型，标注区域病害信息中各衬砌病害并生成虚拟标签，虚拟标签包括衬砌病害对应的分类图标和文字标签；步骤S4，通过增强现实技术将标注区域图像和虚拟标签实时投影至以真实衬砌为背景的环境中，实现隧道衬砌病害在现实场景中相对于使用者的相对方位映射。本发明适用于各种运营期隧道衬砌表面及背后病害信息的实时动态查看，能有效减少人工重复机械工作，提高隧道运营期的衬砌检测和修复工作效率。

技术领域

本发明涉及隧道检测领域，特别是涉及一种基于增强现实技术的隧道衬砌病害查看方法及穿戴式设备。

背景技术

衬砌作为隧道的重要组成部分，其质量对于隧道的安全运营显得尤为重要。但由于外部环境和地质条件的不断变化，以及设计、施工、管理和周边其他建构筑物施工等多方面的影响，隧道衬砌在运营期中，常常会出现裂缝、材质劣化、渗漏水、变形、与围岩之间产生空洞、起层和剥落等病害现象，严重威胁到隧道的正常、安全使用。对于这些隧道衬砌病害，现阶段可使用隧道检测车、地质雷达和超声探测等方法进行检测并收集病害信息数据。但在获得衬砌病害信息数据之后，没有能够供检测人员在隧道内部直观查看病害信息。

申请号为201710013889.0的中国专利公开了一种隧道病害快速诊断防治方法，通过对隧道衬砌的变形实行快速量测，并结合可靠的诊断技术和优化设计方法，得到衬砌结构具体的病害情况。但其检测结果不直观，难以帮助检测或修复人员在隧道中实时掌握衬砌的安全状态。

为了方便检测人员全面和及时掌握隧道衬砌的安全状态，急需一种高效、准确的隧道衬砌病害查看方法及穿戴式设备，可以在隧道内部实时直观查看衬砌表面及背后的病害信息，使隧道运营期的检测和修复工作能够更顺利开展。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于增强现实技术的隧道衬砌病害查看方法及穿戴式设备，用于解决现有技术中在隧道内部无法直观查看衬砌病害不宜进行修复工作的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于增强现实技术的隧道衬砌病害查看方法，应用于穿戴式设备，其包括以下步骤：步骤S1，采集当前信息，当前信息包括佩戴穿戴式设备的使用者在隧道中的定位数据和姿态朝向信息；

步骤S2，根据所述当前信息调取与所述当前信息对应的视野范围内的区域病害信息；

步骤S3，在虚拟隧道环境中标出所述区域病害信息相对应的位置点,形成标注区域图像；并且根据设定的隧道衬砌病害分类及标注模型，标注所述区域病害信息中各衬砌病害并生成虚拟标签，虚拟标签包括衬砌病害对应的分类图标和文字标签；

步骤S4，通过增强现实技术将所述标注区域图像和虚拟标签实时投影至以真实衬砌为背景的环境中，实现隧道衬砌病害在现实场景中相对于使用者的相对方位映射。

优选的，所述穿戴式设备与使用者之间进行交互指令传输，以执行对部分衬砌病害的显示和隐藏、虚拟标签的放大和缩小和亮度匹配与亮度调整。

优选的，所述交互指令的交互方式为眼动追踪、手势识别或语音识别。

优选的，隧道中全部的衬砌病害信息预存在云端服务器中，所述步骤S2，调取所述区域病害信息时并且以数据形式下载至存储器。

优选的，当所述使用者的姿态朝向及定位数据发生变化时，重新检测采集变动后的当前信息，将变动后的当前信息作为当前信息，再次执行步骤s2-s4。

优选的，所述步骤S1中，通过无线传感定位单元来检测使用者在隧道中的定位数据，通过头部追踪单元来检测使用者在隧道中的姿态朝向信息。