隧道轮廓数据处理后生成隧道断面图；图像处理服务将第一图像获取装置、第二图像获取装置采集的图像数据信息进行图像拼接，生成隧道展布图，并进行图像识别分析，提取隧道病害信息；隧道三维重建服务利用隧道断面图的数据及隧道展布图的数据建立隧道的三维模型；数据管理上传服务则将分析后的各类成果数据进行关联管理，并将数据同步上传至数据服务器，以用于WEB展示系统进行展示查看。WEB展示系统中通过数据服务器存储分析之后的成果数据，并通过WEB系统以网页的形式提供给用户进行查看浏览。用户可通过WEB系统中设置的隧道断面图展示模块、隧道展布图展示模块、病害展示查询模块、隧道三维模型浏览模块和环境数据展示模块，分别浏览查看隧道断面图、隧道展布图、病害信息，隧道三维模型和环境监测数据。
[0026]本发明具体工作流程如下:
本发明的检测车时速目前一般设置为40KM/小时(如采用更好的设备，可达60KM/小时)。需要驾驶员I人，设备操作员I人。
[0027]对渗漏水探测:可识别隧道表面的渗漏水病害，面积误差±10cm2。
[0028]对剥落探测:可识别隧道表面的剥落病害，面积误差± 1cm2。
[0029]对裂缝探测:可识别隧道表面的剥落病害，识别精度1.5_。
[0030]对隧道轮廓扫描:可获取隧道的横断面轮廓，识别精度10mm，角分辨率0.25。。
[0031]对环境监测:采集隧道内的风速以及一氧化碳浓度。
[0032]本发明主要检测隧道轮廓、隧道病害、环境数据三部分内容，由安装在检测车上的各车载检测设备进行数据采集。
[0033]车辆在隧道内行驶时，对隧道轮廓进行扫描，获得隧道的轮廓数据，经数据处理及分析系统处理后，得到隧道轮廓断面图，并与隧道里程进行关联。
[0034]隧道病害是先对隧道表面拍照进行图像采集，再通过对拍照获取的图像照片进行图像识别，识别出裂缝、剥落、渗漏水等病害。
[0035]采集的图像可进行图像拼接，得到隧道断面展布图。
[0036]图像采集时，可拍摄下隧道表面的病害，后期通过图像识别的手段，可分析出相应的病害信息。
[0037]利用安装于检测车上的环境检测设备，可采集隧道内的各项环境数据，主要包含风速和一氧化碳浓度两个检测内容。
[0038]检测车上的各检测设备在上电工作后，通过安装在检测车中部工作区域的工控机进行操作管理，通过工控机的操作界面上的按钮即可进行相应的设备操作及数据采集，同时工控机的操作界面左侧的设备状态按钮可实时反映各设备的工作状态。
[0039]本发明系统按数据流程分为隧道检测车采集系统、数据处理及分析系统、成果展示系统三部份。
[0040]隧道检测车采集系统负责数据的采集，通过安装在检测车上的采集设备，采集隧道轮廓数据、隧道全程信息图像(即隧道表面的照片图像)、以及环境监测数据。
[0041]数据处理及分析系统负责数据的处理、分析及管理，将隧道轮廓数据生成隧道断面图，将照片图像拼接生成隧道断面展布图，利用轮廓数据及展布图重建隧道三维模型，同时对图像照片进行图像分析，识别出隧道衬砌表观的病害，再将分析出的成果数据进行管理关联，存储到数据服务器中。
[0042]WEB展示系统负责数据成果的展示，从数据服务器中获取存储的成果数据，根据里程可显示、查询隧道的断面轮廓图、图像展布图、病害分布情况、环境监测数据曲线。
[0043]隧道检测车系统的成果主要包含隧道轮廓断面图、隧道断面展布图、隧道三维模型、隧道表观病害(裂缝、剥落、渗漏水)、环境监测数据5个内容。
[0044]其中，隧道轮廓断面图、隧道断面展布图都为图片，由数据处理及分析系统利用原始采集的数据生成，并与相应的隧道里程关联。
[0045]同时数据处理及分析系统还从原始采集的图像数据中，提取出隧道表观病害的类型、大小、形状等信息，并与相应的隧道里程及断面位置相关联。
[0046]环境监测数据则关联上采集位置的里程位置，存储于相应的数据表中。
[0047]最后由数据处理及分析系统的数据管理上传服务上传至数据服务器中，用于WEB系统进行后续的数据成果展示。
【主权项】
1.一种基于机器视觉的高速公路隧道检测车系统，包括数据采集系统、数据处理及分析系统和WEB展示系统，所述的数据采集系统包括检测车车体、供电系统、控制系统、环境检测系统、图像采集系统和激光扫描系统，所述的供电系统设有发电机和不间断电源UPS，所述的控制系统采用工控机控制，所述的环境检测系统采用一氧化碳检测仪和风速仪，其特征在于:所述的图像采集系统包括光源、第一图像获取装置、第二图像获取装置、里程定位装置、照度检测装置及安装于车顶的金属小球，所述的光源采用波长950nm以上的光，光源发出均匀柔和的光线，第一图像获取装置需屏蔽外部可见光，而第二图像获取装置需屏蔽900nm以上的光，分别在两图像获取装置的镜头前设置相应的滤光片，第一图像获取装置设置的滤光片只允许950nm及以上的光透过，第二图像获取装置的滤光片只允许900nm以下的光透过，第一图像获取装置获取衬砌表观病害信息图像，第二图像获取装置获取隧道全程环境照度图像，第一图像获取装置和第二图像获取装置采集的图像位置信息分别与里程定位装置的里程对应，所述的激光扫描系统为隧道的轮廓扫描装置。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的高速公路隧道检测车系统，其特征在于:所述的光源发出950nm以上波长的光，并覆盖有透明介质层，所述的透明介质层内表面采用磨砂处理，使透过该介质层的光线发散，保证光源发出的光线均匀柔和，避免眩光。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的高速公路隧道检测车系统，其特征在于:所述的金属小球外部涂刷白色哑光漆，保证第二图像获取装置采集的隧道全程图像无眩光。4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的高速公路隧道检测车系统，其特征在于:所述的第一图像获取装置采集的图像位置信息与里程定位装置的里程对应，建立隧道的病害分布位置图。5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的高速公路隧道检测车系统，其特征在于:所述的第二图像获取装置以金属小球为目标物，在隧道内全线进行实时摄像，实时对小球图像的照度进行分析，提取各张小球图像的照度，并与里程定位装置的里程对应，建立隧道内部照度曲线。6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的高速公路隧道检测车系统，其特征在于:所述的轮廓扫描装置在检测车的行车过程中通过激光扫描仪对隧道轮廓进行快速扫描，其扫描获得的图像位置信息与里程定位装置的里程对应，建立隧道三维点云。
【专利摘要】本发明为一种基于机器视觉的高速公路隧道检测车系统，包括数据采集系统、数据处理及分析系统和WEB展示系统，所述的数据采集系统包括检测车车体、供电系统、控制系统、环境检测系统、图像采集系统和激光扫描系统，供电系统设有发电机和不间断电源UPS，控制系统采用工控机控制，环境检测系统采用一氧化碳检测仪和风速仪，其特征在于：所述的图像采集系统包括光源、第一图像获取装置、第二图像获取装置、里程定位装置、照度检测装置及安装于车顶的金属小球，第一图像获取装置获取隧道衬砌表观病害图像，第二图像获取装置获取隧道全程照度图像，激光扫描系统为隧道的轮廓扫描装置。本发明通过对隧道表面进行连续扫描获得隧道病害及行车环境数据。
【IPC分类】G01B11/24, G01N21/88
【公开号】CN104914108
【申请号】CN201510247907
【发明人】朱爱玺, 朱伟佳, 刘学增
【申请人】上海同岩土木工程科技有限公司, 上海同济建设工程质量检测站
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月15日