基于热致变色材料的衬砌监测方法与流程

本发明涉及监测，特别涉及基于热致变色材料的衬砌监测方法。

背景技术：

1、隧道、大型地下洞室衬砌掉块的成因很复杂，掉块的位置和大小具有很强的随机性，传统的单点测量结果比如位移、裂缝监测多缺乏代表性，导致预警准确性低或监测成本高昂；同时掉块失稳的过程比较迅速，易伴生安全隐患。因此隧道衬砌掉块监测方法应优选面域监测，如图像测量，但常规的面域监测不易识别出裂缝或掉块，其成因包括：1、单个图像设备覆盖的区域往往比较大，需要几十个平米，裂隙的缝宽往往较小，大部分的裂隙小于1mm；其导致单一裂隙在图像中不足一像素，不易识别；2、衬砌颜色往往是灰色的，灰度深浅取决于混凝土的地材，具有较大的随机性；裂隙、掉块生成后在图像上的对比特征不显著。

2、所以，在衬砌的图像监测中，如何提升裂隙的图像表现特征和局部随机掉块的图像识别能力是隧道衬砌监测的技术难点。

技术实现思路

1、本发明所解决的技术问题：本发明提供一种基于热致变色材料的衬砌监测方法，解决现有的衬砌图像中的裂隙识别不准确的问题。

2、本发明解决上述技术问题采用的技术方案：基于热致变色材料的衬砌监测方法，包括以下步骤：

3、s1、利用热成像仪对衬砌表面进行成像识别，获得热辐射低值区域；

4、s2、对热辐射低值区域的衬砌表面进行热致变色材料处理，获得热致变色材料处理的区域；

5、s3、利用图像采集设备采集衬砌表面图像，所述衬砌表面图像包括热致变色材料处理的区域；

6、s4、通过识别热致变色材料处理的区域的变色区域的信息获得衬砌表面裂隙的信息。

7、进一步的，所述对热辐射低值区域的衬砌表面进行热致变色材料处理包括表贴或喷涂。

8、进一步的，依据图像采集设备的裂隙识别能力系数选定热致变色材料，使得裂隙变化带来的热辐射低值引起热致变色材料的在图像采集设备采集的衬砌表面图像中的变色宽度不小于1个像素，所述裂隙识别能力系数的计算公式为：其中n表示裂隙识别能力系数，w1表示图像采集设备采集的砌表面图像中热致变色材料变色宽度，w表示裂隙宽度。

9、进一步的，所述热致变色材料处理的区域热致变色材料处理的区域的变色区域的信息包括长度、宽度、数量或形状，所述衬砌表面裂隙的信息包括裂隙的长度、宽度、数量或形状。

10、进一步的，所述基于热致变色材料的衬砌监测方法还包括：基于衬砌表面裂隙的信息进行预警。

11、进一步的，s1中还包括对衬砌表面易掉块区域进行表面处理，使得易掉块区域颜色与衬砌表面颜色不一致，s3中所述衬砌表面图像还包括易掉块区域，s4中还包括通过识别易掉块区域颜色变化获得衬砌掉块。

12、进一步的，所述易掉块区域包括裂隙密集处、错台错位裂隙处和裂隙闭合成环区。

13、进一步的，所述易掉块区域颜色变化区域的信息包括位置、数量或面积，所述衬砌掉块的信息包括位置、数量或面积。

14、进一步的，所述基于热致变色材料的衬砌监测方法还包括：基于衬砌掉块的信息进行预警。

15、本发明的有益效果：本发明提供一种基于热致变色材料的衬砌监测方法，利用热成像仪对衬砌表面进行成像识别，获得热辐射低值区域，对热辐射低值区域的衬砌表面进行热致变色材料处理，利用图像采集设备采集衬砌表面图像，所述衬砌表面图像包括热致变色材料处理的区域，通过识别热致变色材料处理的区域的变色区域的信息获得衬砌表面裂隙的信息，以此，将裂隙的信息用热致变色材料区域的信息来体现，解决了现有的衬砌图像中的裂隙识别不准确的问题。

技术特征：

1.基于热致变色材料的衬砌监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于热致变色材料的衬砌监测方法，其特征在于，所述对热辐射低值区域的衬砌表面进行热致变色材料处理包括表贴或喷涂。

3.根据权利要求1所述的基于热致变色材料的衬砌监测方法，其特征在于，依据图像采集设备的裂隙识别能力系数选定热致变色材料，使得裂隙变化带来的热辐射低值引起热致变色材料的在图像采集设备采集的衬砌表面图像中的变色宽度不小于1个像素，所述裂隙识别能力系数的计算公式为：其中n表示裂隙识别能力系数，w1表示图像采集设备采集的衬砌表面图像中热致变色材料变色宽度，w表示裂隙宽度。

4.根据权利要求1所述的基于热致变色材料的衬砌监测方法，其特征在于，所述热致变色材料处理的区域的变色区域的信息包括长度、宽度、数量或形状，所述衬砌表面裂隙的信息包括裂隙的长度、宽度、数量或形状。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于热致变色材料的衬砌监测方法，其特征在于，所述基于热致变色材料的衬砌监测方法还包括：基于衬砌表面裂隙的信息进行预警。

6.根据权利要求1所述的基于热致变色材料的衬砌监测方法，其特征在于，s1中还包括对衬砌表面易掉块区域进行表面处理，使得易掉块区域颜色与衬砌表面颜色不一致，s3中所述衬砌表面图像还包括易掉块区域，s4中还包括通过识别易掉块区域颜色变化区域的信息获得衬砌掉块的信息。

7.根据权利要求6所述的基于热致变色材料的衬砌监测方法，其特征在于，所述易掉块区域包括裂隙密集处、错台错位裂隙处和裂隙闭合成环区。

8.根据权利要求6所述的基于热致变色材料的衬砌监测方法，其特征在于，所述易掉块区域颜色变化区域的信息包括位置、数量或面积，所述衬砌掉块的信息包括位置、数量或面积。

9.根据权利要求6-8任一项所述的基于热致变色材料的衬砌监测方法，其特征在于，所述基于热致变色材料的衬砌监测方法还包括：基于衬砌掉块的信息进行预警。

技术总结
本发明提供一种基于热致变色材料的衬砌监测方法，涉及监测技术领域，利用热成像仪对衬砌表面进行成像识别，获得热辐射低值区域，对热辐射低值区域的衬砌表面进行热致变色材料处理，利用图像采集设备采集衬砌表面图像，所述衬砌表面图像包括热致变色材料处理的区域，通过识别热致变色材料处理的区域的变色区域的信息获得衬砌表面裂隙的信息，以此，将裂隙的信息用热致变色材料区域的信息来体现，解决了现有的衬砌图像中的裂隙识别不准确的问题，本发明适用于衬砌监测。

技术研发人员：唐茂勇,肖健
受保护的技术使用者：西藏电建成勘院工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/13