[发明专利]基于图像识别与热红外联合的隧道渗水涌水监测系统

权利要求书

1.基于图像识别与热红外联合的隧道渗水涌水监测系统，其特征在于：所述系统包括图像采集模块(S1)、图像预处理模块(S2)、隧道渗水涌水实时分析模块(S3)和预警模块(S4)；

所述图像采集模块(S1)用于利用CMOS工业高速相机和光学联合热红外摄像机分别对隧道内部的高清光学图像和热红外图像进行采集，并将采集的图像传输至图像预处理模块(S2)；

所述图像预处理模块(S2)用于对图像采集模块(S1)传输的图像进行接收，根据图像类型分别进行预处理，并将得到的预处理结果传输至隧道渗水涌水实时分析模块(S3)；

所述隧道渗水涌水实时分析模块(S3)用于对图像预处理模块(S2)传输的预处理结果进行接收，隧道渗水涌水实时分析系统对预处理结果进行分析，对分析结果进行融合计算得到精确的目标点定位、渗涌水量和流速，并将获得的目标点定位、渗涌水量和流速传输至预警模块(S4)；

所述预警模块(S4)用于对隧道渗水涌水实时分析模块(S3)传输的目标点定位、渗涌水量和流速进行接收，根据接收内容对隧道渗水涌水等级进行判定，基于判定结果发布预警信息，并根据预警信息匹配对应的防治手段。

2.根据权利要求1所述的基于图像识别与热红外联合的隧道渗水涌水监测系统，其特征在于：所述图像采集模块(S1)包括高清光学图像采集单元(S11)和热红外图像采集单元(S12)；

在隧道出入口处放置强光源，安装、调试CMOS工业高速相机、光学联合热红外摄像机、热红外图像采集器、光学图像采集器和计算机终端，确认监测环境安全，其中光源、CMOS工业高速相机和光学联合热红外摄像机均铺设在离隧道出入口外10米范围内；

所述高清光学图像采集单元(S11)利用CMOS工业高速相机对隧道内部的高清光学图像进行采集，通过图像数据传输仪将采集的高清光学图像传输至图像预处理模块(S2)；

所述热红外图像采集单元(S12)利用光学联合热红外摄像机对隧道内部的热红外图像进行采集，通过图像数据传输仪将采集的热红外图像传输至图像预处理模块(S2)。

3.根据权利要求2所述的基于图像识别与热红外联合的隧道渗水涌水监测系统，其特征在于：所述图像预处理模块(S2)包括高清光学图像预处理单元(S21)和热红外图像预处理单元(S22)；

所述高清光学图像预处理单元(S21)对高清光学图像采集单元(S11))传输的高清光学图像进行接收，将高清光学图像数据转换为区域像素子集，对区域像素子集中的异常区域特征值进行提取，并将提取的异常区域特征值传输至隧道渗水涌水实时分析模块(S3)；

所述热红外图像预处理单元(S22)对热红外图像采集单元(S12)传输的热红外图像进行接收，将热红外图像信息转换为温度数据，选取一定时间的隧道温度数据拟合成实时温度云图，并将实时温度云图传输至隧道渗水涌水实时分析模块(S3)。

4.根据权利要求3所述的基于图像识别与热红外联合的隧道渗水涌水监测系统，其特征在于：所述高清光学图像预处理单元(S21)将高清光学图像数据转换为区域像素子集，对区域像素子集中的异常区域特征值进行提取的具体方法为：

将高清光学图像数据转换为像素数据，将周围像素数据基本一致的划分在一个区域内，通过对比不同时刻各区域像素值的变化情况寻找像素值变化较大的位置，并对该位置的像素特征值进行提取。