一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法及系统，涉及数据处理技术领域，方法包括：接收第一隧道区域定位信息下载第一隧道区域基准图像，进行图像抓取生成第一隧道区域监测图像，接收第一隧道区域基准图像、第一隧道区域监测图像，生成图像异常特征区域和区域异常系数，获取安全风险等级，当安全风险等级大于等于安全风险等级阈值，对图像异常特征区域生成危险标识信息，同步至隧道数字孪生模型，发送至用户端，解决现有技术中对隧道施工缺陷监测进行异常识别，但训练数据和实际场景数据具有偏差，导致准确率不足的技术问题，实现利用数字孪生模型得到和场景结合度高的基准图像，达到准确率高的缺陷监测。达到准确率高的缺陷监测。达到准确率高的缺陷监测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及数据处理
，具体涉及一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法及系统。

技术介绍

[0002]隧道施工是项复杂的建造工程，在施工过程中，需要考虑许多因素，如地质条件、水文情况和可能出现的地震等。隧道施工中最重要的是保证隧道施工的安全和稳定。为了监测隧道施工的安全状况，隧道施工监测技术经历了长期的研究和发展。传统隧道监测技术是基于经验的，大多是在工程施工中根据经验和现场观察判断地质条件和隧道稳定情况。传统技术的主要监测内容包括隧道地质条件、隧道倾斜和位移以及隧道周围地面的沉降等。传统技术存在许多缺陷，如监测周期长，数据精度低，监测结果的判断要考虑施工工艺及监测视角等因素的影响，本专利技术解决了现有技术中对隧道施工缺陷监测进行异常识别，但训练数据和实际场景数据具有偏差，导致准确率不足的技术问题，实现了利用数字孪生模型得到和场景结合度较高的基准图像，达到准确率较高的缺陷监测。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法及系统，用于针对解决现有技术中存在的对隧道施工缺陷监测进行异常识别，但训练数据和实际场景数据具有偏差，导致准确率不足的技术问题。
[0004]鉴于上述问题，本申请提供了一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法及系统。
[0005]第一方面，本申请提供了一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法，所述方法包括：当隧道施工缺陷识别机器人行驶至第一隧道路段时，接收第一隧道区域定位信息，其中，第一隧道区域属于所述第一隧道路段；根据所述第一隧道区域定位信息，从软件处理中台的隧道数字孪生模型下载第一隧道区域基准图像；获取所述第一隧道区域基准图像的拍摄动作特征，控制所述隧道施工缺陷识别机器人的视觉模块进行图像抓取，生成第一隧道区域监测图像；激活内嵌于所述隧道施工缺陷识别机器人的边缘处理器的第一孪生节点接收所述第一隧道区域基准图像，激活所述边缘处理器的第二孪生节点接收所述第一隧道区域监测图像，生成图像异常特征区域和区域异常系数；当所述区域异常系数大于或等于异常系数临界值，将所述图像异常特征区域和所述区域异常系数发送至所述软件处理中台进行安全风险关联，获取安全风险等级；当所述安全风险等级大于或等于安全风险等级阈值，对所述图像异常特征区域生成危险标识信息，同步至所述隧道数字孪生模型，发送至用户端。
[0006]第二方面，本申请提供了一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测系统，所述系统包括：信息接收模块，所述信息接收模块用于当隧道施工缺陷识别机器人行驶至第一隧道
路段时，接收第一隧道区域定位信息，其中，第一隧道区域属于所述第一隧道路段；基准图像模块，所述基准图像模块用于根据所述第一隧道区域定位信息，从软件处理中台的隧道数字孪生模型下载第一隧道区域基准图像；图像抓取模块，所述图像抓取模块用于获取所述第一隧道区域基准图像的拍摄动作特征，控制所述隧道施工缺陷识别机器人的视觉模块进行图像抓取，生成第一隧道区域监测图像；异常模块，所述异常模块用于激活内嵌于所述隧道施工缺陷识别机器人的边缘处理器的第一孪生节点接收所述第一隧道区域基准图像，激活所述边缘处理器的第二孪生节点接收所述第一隧道区域监测图像，生成图像异常特征区域和区域异常系数；安全风险关联模块，所述安全风险关联模块用于当所述区域异常系数大于或等于异常系数临界值，将所述图像异常特征区域和所述区域异常系数发送至所述软件处理中台进行安全风险关联，获取安全风险等级；第一判断模块，所述第一判断模块用于当所述安全风险等级大于或等于安全风险等级阈值，对所述图像异常特征区域生成危险标识信息，同步至所述隧道数字孪生模型，发送至用户端。
[0007]本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请提供的一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法及系统，涉及数据处理
，解决了现有技术中对隧道施工缺陷监测进行异常识别，但训练数据和实际场景数据具有偏差，导致准确率不足的技术问题，实现了利用数字孪生模型得到和场景结合度较高的基准图像，达到准确率较高的缺陷监测。
附图说明
[0008]图1为本申请提供了一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法流程示意图；图2为本申请提供了一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法中获取第一隧道区域定位信息流程示意图；图3为本申请提供了一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法中生成第一隧道区域基准图像流程示意图；图4为本申请提供了一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法中区域异常系数流程示意图；图5为本申请提供了一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测系统结构示意图。
[0009]附图标记说明：信息接收模块1，基准图像模块2，图像抓取模块3，异常模块4，安全风险关联模块5，第一判断模块6。
具体实施方式
[0010]本申请通过提供一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法及系统，用于解决现有技术中对隧道施工缺陷监测进行异常识别，但训练数据和实际场景数据具有偏差，导致准确率不足的技术问题。
[0011]实施例一：
[0012]如图1所示，本申请实施例提供了一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法，该方法应用于基于数字孪生的隧道施工缺陷检测系统，所述系统包括软件处理中台和硬件执行终端，所述硬件执行终端包括隧道施工缺陷识别机器人和用户端，该方法包括：步骤S100：当隧道施工缺陷识别机器人行驶至第一隧道路段时，接收第一隧道区
域定位信息，其中，第一隧道区域属于所述第一隧道路段；进一步而言，如图2所示，本申请步骤S100还包括：步骤S110：通过用户端上传预设隧道的施工设计原图和质量设计标准，构建所述预设隧道的所述隧道数字孪生模型；步骤S120：将所述预设隧道在网格空间坐标系中进行定位，同步至所述隧道数字孪生模型；步骤S130：根据所述隧道施工缺陷识别机器人的北斗定位模块，获取识别机器人定位信息，并同步至所述隧道数字孪生模型，当所述隧道施工缺陷识别机器人行驶至所述第一隧道路段时，将机器人转换为静止状态，获取所述第一隧道区域定位信息。
[0013]具体而言，本申请实施例提供的一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法应用于基于数字孪生的隧道施工缺陷检测系统，该基于数字孪生的隧道施工缺陷检测系统包括软件处理中台和硬件执行终端，所述硬件执行终端包括隧道施工缺陷识别机器人和用户端，该软件处理中台和硬件执行终端是用于进行隧道施工缺陷参数的检测采集。
[0014]当隧道施工缺陷识别机器人行驶至第一隧道路段时，对第一隧道区域定位信息进行接收，第一隧道路段是指将整体隧道均匀划分为多个等长的隧道路段后，在多个等长的隧道路段中任意选取其中一段作为第一隧道路段，且第一隧道区域属于第一隧道路段，进一步的，通过用户端对预设隧道的施工设计原图和质量设计标准进行上传，预设隧道的施工设计原图和质量设计标准是指在未施工前，隧道的施工设计原图与质量设计标准均为理论值，并在此基础上，与隧道的施工设计原图与质量设计标准等比构建预设隧道的隧道数字孪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的隧道施工缺陷检测方法，其特征在于，应用于基于数字孪生的隧道施工缺陷检测系统，所述系统包括软件处理中台和硬件执行终端，所述硬件执行终端包括隧道施工缺陷识别机器人和用户端，包括：当隧道施工缺陷识别机器人行驶至第一隧道路段时，接收第一隧道区域定位信息，其中，第一隧道区域属于所述第一隧道路段；根据所述第一隧道区域定位信息，从软件处理中台的隧道数字孪生模型下载第一隧道区域基准图像；获取所述第一隧道区域基准图像的拍摄动作特征，控制所述隧道施工缺陷识别机器人的视觉模块进行图像抓取，生成第一隧道区域监测图像；激活内嵌于所述隧道施工缺陷识别机器人的边缘处理器的第一孪生节点接收所述第一隧道区域基准图像，激活所述边缘处理器的第二孪生节点接收所述第一隧道区域监测图像，生成图像异常特征区域和区域异常系数；当所述区域异常系数大于或等于异常系数临界值，将所述图像异常特征区域和所述区域异常系数发送至所述软件处理中台进行安全风险关联，获取安全风险等级；当所述安全风险等级大于或等于安全风险等级阈值，对所述图像异常特征区域生成危险标识信息，同步至所述隧道数字孪生模型，发送至用户端。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当隧道施工缺陷识别机器人行驶至第一隧道路段时，接收第一隧道区域定位信息，其中，第一隧道区域属于所述第一隧道路段，包括：通过用户端上传预设隧道的施工设计原图和质量设计标准，构建所述预设隧道的所述隧道数字孪生模型；将所述预设隧道在网格空间坐标系中进行定位，同步至所述隧道数字孪生模型；根据所述隧道施工缺陷识别机器人的北斗定位模块，获取识别机器人定位信息，并同步至所述隧道数字孪生模型，当所述隧道施工缺陷识别机器人行驶至所述第一隧道路段时，将机器人转换为静止状态，获取所述第一隧道区域定位信息。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一隧道区域定位信息，从软件处理中台的隧道数字孪生模型下载第一隧道区域基准图像，包括：激活所述隧道施工缺陷识别机器人的感光模块，获取传感光照向量信息，其中，所述光照向量信息包括光强传感信息和光照方向传感信息；基于所述第一隧道区域定位信息，将所述光强传感信息和所述光照方向传感信息同步至所述隧道数字孪生模型，生成所述第一隧道区域基准图像，包括，其中，当接收到所述第一隧道区域定位信息时，获取第一隧道区域初始图像，其中，所述第一隧道区域初始图像具有初始光照向量信息；激活内嵌于所述隧道数字孪生模型的图像编码器，基于所述初始光照向量信息和所述传感光照向量信息对所述第一隧道区域初始图像进行编码，生成所述第一隧道区域基准图像。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，激活内嵌于所述隧道数字孪生模型的图像编码器，基于所述初始光照向量信息和所述传感光照向量信息对所述第一隧道区域初始图像进行编码，生成所述第一隧道区域基准图像，包括：获取第一隧道区域标识图像，所述第一隧道区域标识图像包括传感光照记录向量；
通过卷积拓扑网络对所述初始光照向量信息、所述传感光照记录向量和所述第一隧道区域初始图像进行映射，生成第一隧道区域编码图像；对所述第一隧道区域编码图像和所述第一隧道区域标识图像进行相似度评价，获取映射损失量，其中，所述映射损失量为相似度负值；当所述映射损失量连续预设次数小于映射预设损失量，生成所述图像编码器。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，激活内嵌于所述隧道施工缺陷识别机器人的边缘处理器的第一孪生节点接收所述第一隧道区域基准图像，激活所述边缘处理器的第二孪生节点接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，李崇学，李海青，张文会，王薇，
申请(专利权)人：中交路建交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：