【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道检测，尤其涉及一种基于彩色图像的隧道检测方法及装备。
技术介绍
1、隧道衬砌病害从表现形式上可以分为表观病害和内部病害，表观病害是显现在衬砌表面的病害，如裂缝、渗漏水、剥落等，内部病害包括衬砌厚度不足和脱空等。
2、目前隧道检测主要还是依靠人工手段，隧道衬砌检测需要专业检测人员依靠各类手持仪器，利用举升车或脚手架靠近隧道衬砌进行检测，耗时耗力，且存在安全隐患；同时检测过程中需要对被检隧道进行封闭作业，影响正常交通运行；另外检测结果受到检测人员的主观性影响，难以保证检测结果的准确性。
3、近年来，随着传感器、计算机技术的不断发展，研究人员开始在移动平台上集成多种传感设备，以无损非接触的方式获取隧道表观病害的影像数据，进而自动检测隧道衬砌的表观。但现有测量技术方案获取的隧道影像均为灰色图像数据，而灰色图像无法有效区分渗漏水区域，进而导致重要病害漏检，进而影响隧道运营安全的评价及保障工作。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于彩色图像的隧道检测方法及装备。
2、第一方面，本专利技术提供一种基于彩色图像的隧道检测方法，包括：
3、利用多台彩色相机获取隧道衬砌的表观图像数据；
4、利用补光系统对各所述彩色相机进行补光；
5、对所述表观图像数据进行图像压缩，得到表观压缩图像数据，并利用所述表观压缩图像数据进行隧道检测；
6、其中，所述利用多台彩色相机获取隧道衬砌的表
7、结合各所述彩色相机所采集的表观图像数据，调整各所述彩色相机的曝光时间；
8、在所述曝光时间内利用所述彩色相机获取隧道衬砌的表观图像数据。
9、根据本专利技术提供的基于彩色图像的隧道检测方法，所述结合各所述彩色相机所采集的图像数据，调整各所述彩色相机的曝光时间，包括：
10、对于任一所述彩色相机，计算当前所述彩色相机采集的三通道彩色图像数据的均值；
11、结合当前所述彩色相机采集的三通道彩色图像数据的均值以及当前所述彩色相机的曝光时间，调整下一帧图像采集时所述彩色相机的曝光时间。
12、根据本专利技术提供的基于彩色图像的隧道检测方法，所述对所述表观图像数据进行图像压缩，得到表观压缩图像数据，包括：
13、对所述表观图像数据进行自适应分类，将所述表观图像数据划分为病害区域数据和无病害区域数据；
14、对所述病害区域数据，利用无损压缩法对数据进行压缩；以及，
15、对所述无病害区域数据，按预设压缩参数利用有损压缩法对数据进行压缩，得到表观压缩图像数据。
16、根据本专利技术提供的基于彩色图像的隧道检测方法，还包括：
17、利用三维测量传感器获取隧道衬砌轮廓数据，以获取隧道衬砌的形变信息；
18、利用所述表观压缩图像数据，获取隧道衬砌表观的破损信息；
19、结合所述隧道衬砌轮廓数据和所述表观压缩图像数据进行隧道检测；
20、其中，所述彩色相机、所述补光系统以及所述三维测量传感器组成隧道衬砌测量系统。
21、根据本专利技术提供的基于彩色图像的隧道检测方法，还包括：
22、利用所述三维测量传感器获取当前隧道检测设备的上方物体表面与所述三维测量传感器之间的距离数据，判别当前隧道检测设备是否位于隧道内；
23、若所述隧道检测设备从隧道外行驶至隧道内，则开启所述隧道检测系统的数据采集与存储模块；
24、若所述隧道检测设备从隧道内行驶至隧道外，则关闭所述隧道检测系统的关闭数据采集与存储模块。
25、根据本专利技术提供的基于彩色图像的隧道检测方法，所述利用所述三维测量传感器获取当前隧道检测设备的上方物体表面与所述三维测量传感器之间的距离数据，判别当前隧道检测设备是否位于隧道内，包括：
26、利用所述三维测量传感器获取当前隧道检测设备的上方物体表面与所述三维测量传感器之间的距离数据；
27、若所述距离数据小于等于预设阈值，则判别当前所述隧道检测设备位于隧道内；
28、若所述距离数据大于等于预设阈值，则判别当前所述隧道检测设备位于隧道外。
29、根据本专利技术提供的基于彩色图像的隧道检测方法，还包括：
30、在隧道检测设备行驶过程中，所述隧道衬砌测量系统处于工作状态，所述隧道衬砌测量系统测量的数据放入系统缓存中；
31、其中，在所述数据采集与存储模块处于关闭状态时，未存储所述隧道衬砌测量系统所测量的数据；
32、在所述数据采集与存储模块处于开启状态时，对所述隧道衬砌测量系统所测量的隧道衬砌的所述表观图像数据进行图像压缩，得到表观压缩图像数据，并对所述表观压缩图像数据与所述隧道衬砌轮廓数据进行存储。
33、根据本专利技术提供的基于彩色图像的隧道检测方法，所述隧道衬砌测量系统安装于旋转支架上；其中，所述旋转支架可带动所述隧道衬砌测量系统一起旋转，调整所述隧道测量系统的整体测量姿态，以实现隧道衬砌不同区域的测量。
34、根据本专利技术提供的基于彩色图像的隧道检测方法，所述结合当前所述彩色相机采集的三通道彩色图像数据的均值以及当前所述彩色相机的曝光时间，调整下一帧图像采集时所述彩色相机的曝光时间，包括：
35、对各所述彩色相机中任一彩色相机，分别计算当前采集的三通道彩色图像数据的均值mg，并依据mg自适应计算曝光调整步长se；其中，曝光调整步长se的自适应计算方式如下：
36、
37、其中，ce为当前彩色相机的曝光时间，k(0.1≤k≤1)为曝光调整系数。
38、本专利技术还提供一种基于彩色图像的隧道检测装备，包括彩色相机、补光系统、图像压缩模块、曝光调整模块、三维测量传感器、隧道检测模块、数据采集与存储模块以及测量平台，所述彩色相机、所述补光系统、所述图像压缩模块、所述曝光调整模块、所述三维测量传感器、所述隧道检测模块以及所述数据采集与存储模块均集成于所述测量平台上，所述测量平台为移动测量载车，所述测量平台中安装有定位系统，所述定位系统包含gnss、编码器、控制网中的一种或多种；其中：
39、所述彩色相机，用于获取隧道衬砌的表观图像数据；
40、所述补光系统，用于对各所述彩色相机进行补光；
41、所述图像压缩模块，用于对所述表观图像数据进行图像压缩，得到表观压缩图像数据；
42、所述曝光调整模块，用于结合各所述彩色相机所采集的表观图像数据，调整各所述彩色相机的曝光时间；在所述曝光时间内利用所述彩色相机获取隧道衬砌的表观图像数据；
43、所述三维测量传感器，用于获取隧道衬砌轮廓数据以及判别隧道检测设备是否位于隧道内；
44、所述隧道检测模块，利用所述隧道衬砌轮廓数据获取隧道衬砌的形变信息；利用所述表观压缩图像数据获取隧道衬砌表观的破损信息；...
【技术保护点】
1.一种基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，所述结合各所述彩色相机所采集的表观图像数据，调整各所述彩色相机的曝光时间，包括：
3.根据权利要求1所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，所述对所述表观图像数据进行图像压缩，得到表观压缩图像数据，包括：
4.根据权利要求1所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求5所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，所述利用所述三维测量传感器获取当前隧道检测设备的上方物体表面与所述三维测量传感器之间的距离数据，判别当前隧道检测设备是否位于隧道内，包括：
7.根据权利要求4所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求4所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，所述隧道衬砌测量系统安装于旋转支架上；其中，所述旋转支架可带动所述隧道衬砌测量系统一起旋
9.根据权利要求2所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，所述结合当前所述彩色相机采集的三通道彩色图像数据的均值以及当前所述彩色相机的曝光时间，调整下一帧图像采集时所述彩色相机的曝光时间，包括：
10.一种基于彩色图像的隧道检测装备，其特征在于，包括彩色相机、补光系统、图像压缩模块、曝光调整模块、三维测量传感器、隧道检测模块、数据采集与存储模块以及测量平台，所述彩色相机、所述补光系统、所述图像压缩模块、所述曝光调整模块、所述三维测量传感器、所述隧道检测模块以及所述数据采集与存储模块均集成于所述测量平台上，所述测量平台为移动测量载车，所述测量平台中安装有定位系统，所述定位系统包含GNSS、编码器、控制网中的一种或多种；其中：
...【技术特征摘要】
1.一种基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，所述结合各所述彩色相机所采集的表观图像数据，调整各所述彩色相机的曝光时间，包括：
3.根据权利要求1所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，所述对所述表观图像数据进行图像压缩，得到表观压缩图像数据，包括：
4.根据权利要求1所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求5所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，所述利用所述三维测量传感器获取当前隧道检测设备的上方物体表面与所述三维测量传感器之间的距离数据，判别当前隧道检测设备是否位于隧道内，包括：
7.根据权利要求4所述的基于彩色图像的隧道检测方法，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹民，林红，曲旋，王新林，
申请(专利权)人：武汉光谷卓越科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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