[发明专利]一种盾构管片生产与拼装信息管理系统

说明书

本发明提供了一种盾构管片生产与拼装信息管理系统，该系统包括：用于感知拼装臂是否停止移动的拼装臂感知模块；用于采集盾构管片拼接过程中的第一盾构管片图像的图像采集模块；用于判断同一环内相邻盾构管片间是否错位的错位判断模块；用于判断盾构管片上是否有新增缺陷的缺陷检测模块；用于实现用户和信息管理系统交互的用户交互模块；错位判断模块对第一盾构管片图像进行语义分割、边缘检测得到盾构管片边缘图，基于设置好的卷积核和盾构管片边缘图即可判断盾构管片是否错位；本发明不需采用深度相机即可实现盾构管片是否错位的判断，提高了效率的同时节省了耗材。

技术领域

本发明涉及盾构施工、图像处理领域，具体为一种盾构管片生产与拼装信息管理系统。

背景技术

目前盾构管片在拼装过程中较易出现的问题为，拼装过程中的误操作导致管片出现缺陷或管片拼装出现错位等，而目前采取的方法为人为观察识别管片是否出现缺陷以及是否错位；但人为观察较为消耗人力，且通过人为观察视角较差，且受主观因素影响，难以准确识别特殊情况。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种盾构管片生产与拼装信息管理系统，该系统包括：

拼装臂感知模块，用于感知拼装臂是否停止移动，并结合感知结果和用户的操作信息生成调用处理指令；

图像采集模块，用于在接收到调用处理指令后调整相机视角，采集盾构管片拼接过程中的第一盾构管片图像；

错位判断模块，用于对第一盾构管片图像进行处理，得到盾构管片边缘图，基于盾构管片边缘图判断同一环内相邻盾构管片间是否错位；其中，第一盾构管片图像中包括拼装臂和盾构管片；

缺陷检测模块，错位判断完成后，获取第二盾构管片图像，并基于第二盾构管片图像检测盾构管片上是否有新增的缺陷；

用户交互模块，用于接收用户的操作信息，并根据用户的操作信息进行模块的调用以及根据错位判断模块、缺陷检测模块的输出信息生成系统提示信息。

所述用户的操作信息包括第一操作信息和第二操作信息，具体地，根据第一操作信息调用拼装臂感知模块，根据第二操作信息和感知结果生成调用处理指令。

所述感知拼装臂是否停止移动的具体操作为：采集拼装臂图像，拼装臂图像经过关键点检测网络得到关键点热力图，根据多帧关键点热力图中关键点的图像坐标判断拼装臂是否停止移动；所述关键点为拼装臂与盾构管片接触面的中心点。

所述盾构管片边缘图的获取过程为：第一盾构管片图像经过语义分割网络，得到盾构管片遮罩，对盾构管片遮罩进行形态学操作，得到目标盾构管片遮罩，基于目标盾构管片遮罩得到目标盾构管片图像，对目标盾构管片图像进行边缘检测得到盾构管片边缘图。

所述形态学处理具体为：盾构管片遮罩为第一遮罩，对第一遮罩进行膨胀处理，得到第二遮罩，第二遮罩减去第一遮罩得到第三遮罩，第三遮罩经过开运算得到第四遮罩，对第四遮罩进行膨胀处理得到目标盾构管片遮罩。

基于盾构管片边缘图判断同一环内相邻盾构管片间是否错位的具体过程为：

设置第一卷积核集合，利用第一卷积核集合中的每个卷积核对盾构管片边缘图进行遍历卷积处理，根据卷积结果提取盾构管片边缘图中满足条件的拼装缝像素点，提取出拼装缝像素点数量最多的卷积核为第一卷积核，根据第一卷积核确定第二卷积核；基于第一卷积核提取的拼装缝像素点和盾构管片边缘图，得到多张以拼装缝像素点为中心的拼装缝边缘图；第二卷积核与拼装缝边缘图进行卷积后根据卷积结果判断中心像素点是否为异常像素点，若存在2个异常像素点，且第一盾构管片图像中2个异常像素点连线中心点与拼装臂关键点之间的距离小于距离阈值时，盾构管片错位。

所述第一卷积核和第二卷积核中的值包括0和1；所述第一卷积核、第二卷积核、拼装缝边缘图大小相同。