公路隧道衬砌裂缝检测方法研究.pdf

2017年 第 2 期 北 方 交 通 — 81 — 文章编号：1673 -6052(2017)02 -0081 -03 DOI ： 10.15996/j . cnki . bfjt .2017.02.023 公路隧道衬砌裂缝检测方法研究 武 旭 娟 ，郭 骞 ，宋 捷 (辽宁省交通规划设计院有限责任公司公路养护技术研发中心沈阳市110111) 摘 要 ：设计图像采集系统对普通公路隧道衬砲部分进行图像采集，然后对采集到的图像进行预处理，通过区 域生长算法对裂缝区域进行提取，应用形态学进行修正，计算裂缝的长度和宽度，同时分析影响裂缝检测精度的一 些影响因素。实践证明此方法可行，不仅提高了检测期间公路隧道的通行能力，同时在解决隧道裂损衬砌的检测 问题时，不会对周围环境产生影响，因此具有较好的环境效益。 关键词：隧道衬砌;图像采集;预处理;区域生长;裂缝提取 中图分类号：U457 文献标识码： B 1 引言 来完成数据重构。总体而言选择线阵相机还是合理 隧道裂缝是隧道中最常见的一种病害，也是隧 的。相机、镜头和光源配合采集清晰图像。 道其他病害产生的源头，所以加强对已建成隧道裂 编码器是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲 缝病害的养护维修越来越重要。 信号的旋转式传感器，将其与车的迈速表相连接，产 国内隧道自动检测技术应用主要集中在公路路 生的脉冲信号可以对相机进行触发，控制相机的拍 面裂缝检测，针对公路隧道衬砌表面的自动化检测 摄速度，同时能起到定位的作用，清楚知道检测的裂 还处于初级阶段。文献[1]应用图像阈值分割方法 缝在隧道里的位置。 对铁路隧道衬砲裂缝进行了识别。文献[2]提出了 3 隧道衬砌裂缝识别算法 一种对路面裂缝快速检测的方法，通过形态学和区 3 . 1 图像增强[4] 域延伸相结合的方法对图像进行分析，提取裂缝信 由于在图像采集的过程中，会混人一些噪声，所 息。文献[3]根据路面图像中裂缝的局部灰度值变 以为了方便获取隧道衬砲的裂缝信息需要对图像进 化较大，而背景局部灰度变化较小的特点，提出了基 行去噪处理。应用 Laws纹理滤波器和均值滤波器 于均衡性的列分识别算法。以上研究的算法都是适 来实现对裂缝的增强。 合于公路路面和铁路隧道衬砌裂缝的提取，对公路 Texture Laws是对原图像实现一个纹理变换，通 隧道裂缝衬砲的定位和提取并不完全适合。 过与一个特殊的滤波器掩膜来进行卷积运算，其中 所以开发针对公路隧道衬砌裂缝，进行快速准 3 X 3 Laws掩膜从下面三个向量获取： 确定位的系统，成为公路隧道工程结构无损检测领 1 = [ 1,2 , 1] 域的迫切需要之一。 e = [ - 1 ,0 ,1 ] 2 图像采集系统 s = [ - 1 2，，- 1 ] 图像采集系统由线阵相机、镜头、线光源、编码 5 X 5 Laws掩膜从下面五个向量获取： 器、工控机、图像采集软件、数据采集卡组成。线阵 1 = [1,4,6,4,1] 相机成本低，与同等面阵相比，理论上可以获得更高 e = [ - 1 , -2 ,0 ,2 ,1 ] 的分辨率和精度，但是其应用的是camera link