[发明专利]一种基于无人机的隧道检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于无人机的隧道检测方法及装置，所述方法包括：接收无人机获取隧道的视频图像；将所述视频图像进行预处理和标准化处理；将经过预处理和标准化处理后的所述视频图像输入到已训练好的三维卷积神经网络（3D‑CNN）模型中，所述三维卷积神经网络模型根据所述视频图像输出隧道病害检测结果。本发明通过无人机获取隧道的视频图像，将视频图像输入到已训练好的三维卷积神经网络模型，可以更好的捕捉到视频中的空间和时间的特征，以快速输出隧道病害检测结果，提升了隧道病害的识别率、检测频率和处理速度，降低了人工依赖程度。

技术领域

本发明涉及隧道检测技术领域，尤其涉及一种基于无人机的隧道检测方法及装置。

背景技术

随着城市化进程的加速，城市地铁得到快速发展，随之建设的地下基础结构也越来越多。近些年来，隧道安全问题频出，如隧道裂缝、渗漏水、沉降、衬砌剥落、掉块等，造成了严重的人员伤亡和巨大的经济损失，因此隧道安全是隧道运营期间的关键问题。

传统的人工检查和闭路电视系统发现问题不及时，会导致严重后果，隧道病害检查宜采用人工与信息化手段相结合的方式进行。随着无人机技术的不断发展，无人机应用领域越来越广泛，已在航拍、农业、植保、快递运输、灾难救援、测绘、电力巡检等领域应用，无人机正在成为隧道检测的全新的发展方向，随着无人机的定位、感知、控制与数据传输技术的不断革新，未来的无人机将代替人类深入地下危险区域，探查隧道病害，保障基础设施安全。

隧道病害如果不及时发现，会影响隧道的正常使用，甚至影响结构安全。传统依靠人工和设备进行检测的方法不仅耗费大量的人力物力，还存在检测不及时和检测效率低等问题，完全依靠检测技术人员的主观判断。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于无人机的隧道检测方法及装置，旨在解决传统病害检查主要依靠目测法初步确定病害类型，识别率依靠检测人员的经验，识别率出现较大的不确定性的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于无人机的隧道检测方法，所述基于无人机的隧道检测方法包括如下步骤：

接收无人机获取隧道的视频图像；

将所述视频图像进行预处理和标准化处理；

将经过预处理和标准化处理后的所述视频图像输入到已训练好的三维卷积神经网络模型中，所述三维卷积神经网络模型根据所述视频图像输出隧道病害检测结果。

可选地，所述的基于无人机的隧道检测方法，其中，所述接收无人机获取隧道的视频信息，之前还包括：

所述无人机通过搭载激光雷达或者热成像高清摄像机实时采集周围环境的图像信息；

通过惯性导航装置获取所述无人机的位姿信息；

将所述图像信息和所述位姿信息实时传输至超算平台；

所述超算平台根据所述图像信息和所述位姿信息建立三维高精度地图，并得到规划路线后发送给所述无人机；

所述无人机根据所述规划路线在隧道飞行中进行自主导航和避障。

可选地，所述的基于无人机的隧道检测方法，其中，已训练好的三维卷积神经网络模型的训练过程为：

通过应用隧道检测专业数据库对三维卷积神经网络模型进行训练；

获取所述应用隧道检测专业数据库中第一百分比的视频数据用于三维卷积神经网络模型的训练；

获取所述应用隧道检测专业数据库中剩下的第二百分比的视频数据用于验证训练后的三维卷积神经网络模型；

当三维卷积神经网络模型的识别率达到预设要求时，保存当前的三维卷积神经网络模型作为已训练好的三维卷积神经网络模型。