[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

说明书

本发明公开了基于图像识别与热红外联合的隧道渗水涌水监测系统，属于隧道渗涌水监测领域和图像处理技术领域。本发明所述系统包括图像采集模块、图像预处理模块、隧道渗水涌水实时分析模块和预警模块；所述图像采集模块用于利用CMO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；所述图像预处理模块用于对图像采集模块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；所述隧道渗水涌水实时分析模块对图像预处理模块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。

技术领域

本发明涉及隧道渗涌水监测领域和图像处理技术领域，具体为基于图像识别与热红外联合的隧道渗水涌水监测系统。

背景技术

隧道渗涌水现象是威胁隧道结构和设施的安全的主要灾害之一，由于隧道存在空间小、疏散难等结构特点，一旦发生渗涌水现象，其蔓延的速度会非常快，使得疏松杂物以及高压水以泥浆状的形式呈现于隧道中，进而导致衬砌侵蚀、隧底下沉、电力电器设备锈蚀，严重影响隧道的安全运营，对社会经济造成的破坏性和危险性极大。因此，积极探寻行之有效的隧道渗水涌水监测方法与监测系统，科学应用防治对策是极为必要的。

以往针对隧道渗涌水灾害的检测方式是人工巡检，即定期派遣人员进入隧道，进行人工目测或者借助相机判别隧道是否发生渗涌水事件，采用这种方法检测速度相对缓慢，覆盖面积很小，且容易受主观因素影响出现误检及漏检情况，更无法对隧道渗涌水事件进行实时监测预警，以及无法对渗涌水的位置进行智能精准定位，降低了隧道渗涌水监测的精度和可靠性，误报率高，以及在监测到渗涌水事件发生时，监测系统需要反应一段时间后才能做出响应，在反应时间内渗涌水情况逐渐严重化，降低了监测系统的监测效果。

发明内容

本发明的目的在于提供基于图像识别与热红外联合的隧道渗水涌水监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：所述系统包括图像采集模块、图像预处理模块、隧道渗水涌水实时分析模块和预警模块；

所述图像采集模块用于利用CMO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；

所述图像预处理模块用于对图像采集模块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；

所述隧道渗水涌水实时分析模块用于对图像预处理模块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；

所述预警模块用于对隧道渗水涌水实时分析模块传输的目标点定位、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。

进一步的，所述图像采集模块包括高清光学图像采集单元和热红外图像采集单元；

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，该布置方案满足城市轨道交通设施运营监测技术规范和城市轨道交通运营技术规范的要求，将装置和光源铺设在离隧道出入口外10米范围内，为了满足隧道内部光学图像和热红外图像的高精度要求；

所述高清光学图像采集单元利用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；