[发明专利]一种隧道多断面视觉检测系统及自适应调整方法

说明书

本发明涉及一种隧道多断面视觉检测系统及自适应调整方法。主要解决现有隧道检测装备不能适应不同隧道断面、技能要求高、检测不智能等技术问题。本发明系统由视觉检测装置、移动平台、自动成像范围调整系统组成，所述视觉检测装置安装在移动平台一端，包括工业相机、补光装置、激光扫描仪、视觉采集架，工业相机、补光装置、激光扫描仪间隔安装于视觉采集架上；自动成像范围调整系统分别与视觉检测装置和激光扫描仪信号传输连接，获取视觉检测装置与激光扫描仪获取的隧道轮廓信息，计算在当前轮廓下不同工业相机的焦距，同时结合图像灰度，自动调整曝光时间与光圈，并将计算数据进行存储、设定预置位，实现不同轮廓的全断面检测快速调整。

技术领域

本发明涉及一种隧道断面视觉检测领域，特别是公开一种隧道多断面视觉检测系统及自适应调整方法，应用于隧道结构检测领域。

背景技术

随着国内公路、地铁隧道的快速发展，隧道的运营规模越来越大。隧道在建设、营运过程中，受地面、周边建筑物负载、土体扰动等影响，隧道结构裂缝、渗漏水、剥落剥离等病害时有发生，影响隧道的运营安全。针对人工检测效率低、成本高等问题，研发基于机器视觉的隧道快速检测系统，搭载于车辆平台上，进行隧道结构表观病害快速采集。

基于机器视觉的隧道结构快速检测发展较快，市面上存在较多的方法。专利ZL201721445535.5公开了一种夜间隧道视觉检测系统，包括检测车、CCD摄像头和设备搭载模块，提高了成像效果与检测装置的检测效率。CN202110815077.4公开了一种隧道表观影响数据采集分析的新方法，将360°全景摄像机安装在隧道检验车，通过无线控制隧道检验车匀速行驶对隧道内部进行数据收集，存储于工控机内，在工控机内进行预处理后，无线发送给远程计算机。CN201720828598.2公开了一种隧道智能检测车，包括固定承载系统、视觉采集系统、车速测量系统、电气控制系统和安全警示系统，可以在正常行驶的情况下，实时采集车辆以及隧道衬砌表面的信息。其包含的视觉检测系统，均无法实现对不同隧道轮廓类型实现自适应，可能会存在拍摄不全面、成像不清晰的问题。

综上，故迫切需要一种适应多种隧道断面、成像范围与效果自动调整的视觉检测系统。

发明内容

本发明的目的设计一种隧道多断面视觉检测系统及自适应调整方法，主要解决现有巡检装备无法自动适应不同隧道断面、焦距调整操作复杂、对人员技能要求高等技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种隧道多断面视觉检测系统，

由视觉检测装置、移动平台、自动成像范围调整系统和电气柜组成，所述电气柜安装在移动平台中部，所述视觉检测装置安装在移动平台端部，包括若干工业相机、若干补光装置、激光扫描仪、视觉采集架，工业相机、补光装置间隔安装于视觉采集架上，用于获取不同轮廓断面的隧道结构表观图像，所述的激光扫描仪安装在移动平台另一侧；系统检测速度可达到80km/h以上。所述工业相机带有变焦镜头，变焦镜头设有镜头自动调节装置。所述工业相机为工业线阵相机或工业面阵相机。

自动成像范围调整系统分别与视觉检测装置和激光扫描仪信号传输连接，获取视觉检测装置与激光扫描仪获取的隧道轮廓信息，计算在当前轮廓下不同相机的焦距，同时结合图像灰度，自动调整曝光时间与光圈，并将计算数据进行存储、设定预置位，实现不同轮廓的全断面检测快速调整。

所述工业相机安装于视觉采集架上，与隧道断面平行，通过同步控制单元实现多相机同步拍摄；所述的镜头自动调节装置用于调节焦距、光圈、曝光时间；所述的补光装置与所述工业相机安装于同一平面，交替安装；所述的激光扫描仪安装在移动平台另一侧，其扫描范围不低于270°，扫描频率不低于50Hz，系统误差不大于5mm，其扫描范围内不受遮挡。