中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
2018年4月27日，長安大學(xué)的碩士研究生蔣凡，發(fā)表了論文《基于圖像處理的車載式隧道襯砌裂縫檢測系統(tǒng)研究》，講述了近年來我國隧道建設(shè)的發(fā)展過程中的一些問題，以及對于基于圖像處理的車載式隧道襯砌裂縫檢測系統(tǒng)的一些研究介紹。
蔣凡在文章中提到，近年來,隨著我國隧道建設(shè)的快速發(fā)展,隧道里程不斷增加,隨之而來的隧道事故隱患檢測越來越受到養(yǎng)護(hù)部門的重視。在各種隧道事故隱患中,襯砌裂縫是出現(xiàn)次數(shù)最多的隱患,這種裂縫是襯砌受力情況的直接表現(xiàn),襯砌就是隧道等易滑坡易坍塌建筑物的支撐物體，襯砌裂縫的研究對研究隧道的隱患檢測非常重要。蔣凡認(rèn)為，目前常見的襯砌裂縫檢測主要依賴人工,這種靠肉眼觀測和借助工具測量的方法,無法保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
針對目前的檢測現(xiàn)狀和檢測需求,蔣凡在文章里進(jìn)行了基于圖像處理的車載式隧道襯砌裂縫檢測系統(tǒng)的研究工作,主要研究內(nèi)容如下:
研究了系統(tǒng)的功能及總體結(jié)構(gòu),同時基于系統(tǒng)的設(shè)計要求與工作原理進(jìn)行了實車平臺的搭建,并對電動滑軌車廂、CCD相機、相機支架、圖像采集卡、輔助照明裝置、旋轉(zhuǎn)編碼器等車載設(shè)備進(jìn)行了選型和安裝。實際檢測過程中,車輛以一定速度在隧道中行駛,利用多臺相機掃描襯砌表面獲取裂縫圖像并實時保存,最后通過對圖像的離線處理得到裂縫信息。
在對圖像進(jìn)行預(yù)處理及拼接的過程中,論文針對圖像光照不均的問題,采用基于改進(jìn)MSR與雙邊濾波融合的算法進(jìn)行了還原;對于圖像中襯砌接縫干擾的問題,利用基于直線與角度特征的方法進(jìn)行了去除;考慮到裂縫與襯砌背景的對比度不是很明顯的問題,采用了灰度變換和對比度增強凸顯裂縫信息。同時基于SIFT尺度不變特征和加權(quán)平均融合的算法對裂縫圖像序列進(jìn)行了拼接和融合處理。
在對圖像進(jìn)行識別與分類的過程中,論文利用Deriche濾波器對圖像進(jìn)行了邊緣檢測,采用基于線性插值的圖像分塊分割方法對拼接后的襯砌全景圖像進(jìn)行了分塊并使用最大熵法計算了分塊后各子塊圖像的全局閾值。然后利用形態(tài)學(xué)算法去除孤立的噪點,采用基于裂縫區(qū)域形狀特征和區(qū)域延伸的方法去除噪聲并連接斷裂的裂縫。最后對裂縫進(jìn)行細(xì)化并根據(jù)相關(guān)特征參數(shù)對提取到的裂縫進(jìn)行了分類。
本系統(tǒng)基于Halcon和Visual Studio聯(lián)合開發(fā)環(huán)境進(jìn)行了真實隧道場景下的檢測實驗。實驗結(jié)果表明,相比于人工檢測,本系統(tǒng)對隧道襯砌裂縫的檢測快速且準(zhǔn)確,滿足了設(shè)計之初的要求。蔣凡在論文中提到的研究實驗取得了階段性的成果,為所依托的科研項目的研究奠定了一定的基礎(chǔ)。
