基於計算機圖像處理的公路路面、隧道病害診斷系統的製作方法

2023-05-25 20:06:06 1

所屬
技術領域：
本發明涉及一種公路、隧道病害診斷方法，尤其涉及一種基於計算機圖像處理技術來識別公路路面、隧道病害的方法。
背景技術：
：目前，公路、隧道建設呈現出新項目減少，養護、維修項目迅速增加的趨勢，已建成公路、隧道的檢測、養護將成為未來公路市場的主導內容之一。通常的瀝青路面、隧道養護設計檢測採用傳統人工的調查方法，養護方案決策依靠經驗，這就形成了設計周期長、效率低。目前，雷射掃描探測和高精度測繪技術及裝備在國內外公司已經相當成熟，我國公路路面、隧道病害檢測裝置以ccd相機獲得路面灰度圖，以測速雷達來獲得路面距離，以地標建築來定位，取得了很好的效果，但是設備購置和維護費用高昂，在病害診段中，自動化設備使用不夠方便，還存在不易全部識別、數據難以直接應用於養護設計後續過程的問題；在病害診段系統中，目前採用的項目級路面管理系統的資料庫要求包含的數據量非常多，常常包括建設資料、養護重建歷史、交通量、費用信息、材料信息、道路幾何特徵、水文地質、路況排水等內容，使用的模型包括路況評價模型、使用性能預測模型、養護費用分析模型、結構分析模型等，模型運行結果的可靠性需要連續多年的大量詳實的原始數據支持。局限於當前的養護現狀，相當一部分養護項目應用項目級路面管理系統進行養護決策較為困難。因此開發出一套費用低廉，高效實用的病害採集、養護決策的設備具有極大的現實意義。技術實現要素：本發明的目的是，提供一種通過公路路面、隧道病害的計算機圖像處理來識別和診斷公路路面、隧道病害診斷系統，本發明的技術要點是：採用圖像識別技術來自動識別路隧病害，並提出該路段的維護方案。結合已有的病害裂縫、裂紋的邊緣、灰度、長度、形狀等物理特性，對路隧的病種病因做出準確的判斷，及時提出路隧維護方案，挽回國家經濟損失。本發明包括硬體和軟體兩部分，硬體部分包括相干式雷射路面檢測設備、三維連續式雷射檢測設備、主控計算機單元、數據記錄存儲單元、電氣單元及環境保障單元；軟體部分包括路隧病害信息資料庫、病害處理模塊、病害診斷模塊、專家診斷平臺、後臺作業系統和其他模塊，各模塊功能如下：1、路隧病害信息資料庫，用於存儲現有路隧病害特徵信息，絕大多數路隧病害都是可視的。在信息資料庫中，有病害的多種表現形式，如橫向裂縫、縱向裂縫、不平整度和相應的養護方案等信息，信息資料庫採用sqlsever2000、作業系統採用windowsxp、windows2007、vc++開發環境。利用資料庫程式語言(sql語言)建立可查詢資料庫接口；利用資料庫程式語言(sql語言)建立信息更改、刪除等資料庫操作接口；2、病害處理模塊：用於輸入路隧圖像比例形狀調整、圖像增強、圖像分割；3、病害診斷模塊：用於將處理後的圖片通過計算機處理和預存在資料庫中相應的病害圖像比較、識別，確定病害類別、程度，並做出養護決策；4、專家診斷平臺：用於將路隧病害以圖片方式通過網絡提交給在線專家，支持多名專家遠程會診，確定病害類型、等級和養護方案。5、後臺作業系統，是標準的mis系統，真正實現了管理上的計算機化，並採用模塊化思想，把系統功能化分為各功能模塊，保持模塊的相對獨立及塊間耦合，包括：用戶管理模塊：包括權限管理和用戶管理；註冊登錄模塊：包括用戶註冊登錄、專家註冊登錄和管理員登錄；6、其他功能模塊：包括用戶交流模塊和行業要聞模塊，要聞包括地質災害預警、氣象預警、用戶登記統計、時事通報、技術交流。本系統採用程式語言(vc\vb\delphi\java\rose\powerbuilder\rdcase等)基於計算機圖像處理的路面、隧道病害診段系統，該軟體經過多項功能和性能調試，以證實其具有完成公路路面、隧道病害診斷相關的圖片與處理、圖像分割、特徵提取、特徵選擇、病害診段，用戶管理、專家在線等功能，能夠提供數據、信息、過程、結果的集成一體化的路面、隧道的病害檢測機制，不僅能保障公路、隧道結構安全和行車安全，減少工程技術人員的繁雜勞動，而且對環境保護、減少水土流失、降低養護成本等方面具有重要意義。附圖說明圖1是安裝路隧病害診斷系統車輛的正面示意圖：圖中，1-相干式雷射路面檢測設備、2-三維連續式雷射檢測設備、3-主控計算機單元、4-數據記錄存儲單元、5-電氣單元及環境保障單元、6-導航與定位單元；圖2是路隧病害診斷系統核心部件的工作原理圖：圖3是路隧病害診斷軟體系統劃分圖。具體實施方式：下面結合附圖對本發明的硬體軟體具體協同作進一步詳細描述：基於計算機圖像處理的公路路面、隧道病害診斷系統，包括相干式雷射路面檢測設備1、三維連續式雷射檢測設備2、主控計算機單元3、數據記錄存儲單元4、電氣單元及環境保障單元5、導航與定位單元6。主控計算機通過實線和相干式雷射路面檢測設備1、三維連續式雷射檢測設備2、數據記錄存儲單元4、電氣單元及環境保障單元5、導航與定位單元6相連；電氣單元及環境保障單元5通過虛線與相干式雷射路面檢測設備1、三維連續式雷射檢測設備2、主控計算機單元3、數據記錄存儲單元4、導航與定位單元6相連。在檢測開始時，所有單元通電，工作人員向主控計算機單元3發出指令，主控計算機單元3通過導航與定位單元6確定待測路段的基準點，並分析是道路還是隧道，若是道路，則打開相干式雷射路面檢測設備1。若是隧道，則打開三維連續式雷射檢測設備2，打開後，檢測設備1或2開始工作，主控計算機單元3開始做圖片增強工作，並通過病害診段軟體系統分析病害成因和做出養護決策，上述信息傳輸在數據記錄存儲單元6上存儲，對疑難病害做出標記，檢測完畢後可以做專家在線診斷。本系統可達到的主要技術參數如下表1所示：項目主要參數橫斷面雷射掃描點數1000-3000點車轍值rut最大深度>100mm隧道、路面高程測量範圍0.5m最小採樣間隔<2mm靜態最大示值誤差1mm靜態檢測解析度0.5mm系統工作環境溫度-20—40℃表1當前第1頁12