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一種圖像型隧道圍巖變形智能檢測(cè)儀的制作方法

文檔序號(hào):5988020閱讀:193來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):一種圖像型隧道圍巖變形智能檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種常規(guī)隧道施工中的圍巖監(jiān)測(cè)量測(cè)裝置,尤其是通過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)圍巖監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行拍攝、處理、對(duì)比,監(jiān)測(cè)隧道圍巖形態(tài)的圖像型隧道圍巖變形智能檢測(cè)儀。
背景技術(shù)
近年來(lái)隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,新建鐵路、公路隧道、地下鐵道及其它地下工程項(xiàng)目與日俱增。伴隨著地下工程的的迅猛發(fā)展,施工期間地下工程結(jié)構(gòu)體系的形變量測(cè)越來(lái)越受到重視。隧道形變監(jiān)控量測(cè)是在隧道施工過(guò)程中對(duì)圍巖、地表、支護(hù)結(jié)構(gòu)的形變和穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行經(jīng)常性觀(guān)察和量測(cè)的工作,是保證工程安全、指導(dǎo)設(shè)計(jì)施工和優(yōu)化施工工藝所必需的環(huán)節(jié)。隧道圍巖的形變監(jiān)測(cè)有助于修正工程設(shè)計(jì),通過(guò)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)與理論上的工程特性指標(biāo)進(jìn)行比較,為信息化施工提供重要依據(jù)。目前最常用的形變觀(guān)測(cè)方法包括收斂?jī)x法、激光經(jīng)緯儀交會(huì)法、支距法及求積儀法等。而它們共同的缺點(diǎn)是測(cè)量時(shí)間長(zhǎng),需要固定時(shí)間和人員進(jìn)行測(cè)量,不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)的安全隱患,同時(shí)常常與施工作業(yè)相沖突。因此,尋求一個(gè)既能保證測(cè)量精度同時(shí)又能減少測(cè)量時(shí)間的測(cè)量方法,便成為隧洞測(cè)量中一個(gè)既重要又很實(shí)際的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容為解決隧道圍巖監(jiān)測(cè)耗時(shí)長(zhǎng),不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患的問(wèn)題,本實(shí)用新型的目的在于,提供一種圖像型隧道圍巖變形智能檢測(cè)儀,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)快速實(shí)時(shí)可預(yù)警的圍巖量測(cè),而且能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程不接觸的高精度圍巖量測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù),本實(shí)用新型采取如下的技術(shù)解決方案:一種圖像型隧道圍巖變形智能檢測(cè)儀,其特征在于,包括在隧道圍巖若干個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)斷面上方安裝的亮度標(biāo)記,該亮度標(biāo)記連接有整體式圖像測(cè)量?jī)x,整體式圖像測(cè)量?jī)x通過(guò)高速平板式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋連接隧道外部的監(jiān)控計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型的其它特點(diǎn)是:所述的整體式圖像測(cè)量?jī)x包括有高清照相機(jī)、USB網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、高速交換機(jī)和供電電源。所述的亮度標(biāo)記采用LED發(fā)光標(biāo)記,LED發(fā)光標(biāo)記由電池供電,有效發(fā)光持續(xù)時(shí)間大于一個(gè)月。本實(shí)用新型的圖像型隧道圍巖變形智能檢測(cè)儀,通過(guò)整體式圖像測(cè)量?jī)x對(duì)隧道圍巖斷面上若干個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行拍攝,利用圖像增強(qiáng)、圖像預(yù)處理、圖像識(shí)別等研究方法,經(jīng)多級(jí)圖像處理,提高了對(duì)比度,銳化了目標(biāo)邊緣,使圍巖觀(guān)測(cè)點(diǎn)更加清晰,從而把重點(diǎn)識(shí)別目標(biāo)從隧道背景中有效分割出來(lái),然后對(duì)處理后的圖像進(jìn)行坐標(biāo)定位比對(duì)。改變了常規(guī)隧道施工中的圍巖監(jiān)測(cè)量測(cè)方式,實(shí)現(xiàn)了量測(cè)的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化并可起到及時(shí)預(yù)警的目的,能夠?qū)鷰r變形進(jìn)行連續(xù)、智能、即時(shí)、穩(wěn)定的量測(cè),給非接觸量測(cè)方法開(kāi)辟了一條新的途徑。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意框圖,圖2是觀(guān)測(cè)點(diǎn)斷面上方安裝亮度標(biāo)記示意圖。圖中的標(biāo)記分別表示:1、整體式圖像測(cè)量?jī)x,2、高速平板式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋,3監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1,本實(shí)施例給出一種圖像型隧道圍巖變形智能檢測(cè)儀的硬件結(jié)構(gòu),包括在隧道圍巖若干個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)斷面上方安裝的亮度標(biāo)記4,該亮度標(biāo)記連接有整體式圖像測(cè)量?jī)x1,整體式圖像測(cè)量?jī)xI包括有高清照相機(jī)、USB網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、高速交換機(jī)和供電電源。通過(guò)高速平板式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋2連接隧道外部的監(jiān)控計(jì)算機(jī)3。其中,整體式圖像測(cè)量?jī)xI位于隧道內(nèi),監(jiān)控計(jì)算機(jī)位于隧道外,整體式圖像測(cè)量?jī)x與監(jiān)控計(jì)算機(jī)的連接由高速平板式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)。參見(jiàn)圖2,本實(shí)施例中,在觀(guān)測(cè)斷面上方安裝3件亮度標(biāo)記4,由監(jiān)控計(jì)算機(jī)3運(yùn)行圍巖定位程序并配置參數(shù),整體式圖像測(cè)量?jī)xI連接亮度標(biāo)記4并安裝于隧道斷面?zhèn)缺谏?,整體式圖像測(cè)量?jī)xI得到的數(shù)據(jù)通過(guò)高速平板式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋2將捕捉數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳至監(jiān)控計(jì)算機(jī)3,監(jiān)控計(jì)算機(jī)3內(nèi)安裝有圖像處理軟件和智能?chē)鷰r量測(cè)預(yù)警系統(tǒng)軟件,對(duì)監(jiān)測(cè)的圖像進(jìn)行增強(qiáng),對(duì)其中的觀(guān)測(cè)特征,如邊緣、輪廓、對(duì)比度等進(jìn)行強(qiáng)調(diào)或銳化,以便顯示觀(guān)察和進(jìn)一步分析與處理。再次,由于利用數(shù)碼影像坐標(biāo)定位特征點(diǎn)識(shí)別算法是基于二值化后觀(guān)測(cè)到的圍巖信息圖像,采用最大類(lèi)間方差法將直方圖在某一閾值處分割成兩組,當(dāng)被分成的兩組的方差為最大時(shí),將該分割值定為分割閾值。最后將過(guò)預(yù)處理的圍巖信息圖像,利用形態(tài)學(xué)算法對(duì)背景圖片進(jìn)行降噪處理,再通過(guò)連通區(qū)域標(biāo)記法得到圍巖目標(biāo)標(biāo)記點(diǎn)的最終精細(xì)輪廓,并在像平面坐標(biāo)系中定位,將坐標(biāo)數(shù)據(jù)返回,得到圍巖形變量測(cè)數(shù)據(jù)。通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置的智能?chē)鷰r量測(cè)預(yù)警系統(tǒng)軟件以及自動(dòng)預(yù)警裝置軟件,可以實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)并預(yù)警。本實(shí)用新型的圖像型隧道圍巖變形智能檢測(cè)儀,于2010年6月經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)依托工程為蘭新鐵路甘青段的祁連山隧道,位于青海省門(mén)源回族自治縣及甘肅省山丹縣,工點(diǎn)區(qū)域?yàn)槠钸B山中高山區(qū),最高海拔4345m。實(shí)驗(yàn)從前期實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)到圖像型隧道圍巖變形智能檢測(cè)儀的完成,均在祁連山隧道進(jìn)口施工處進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。
權(quán)利要求1.一種圖像型隧道圍巖變形智能檢測(cè)儀,其特征在于,包括在隧道圍巖若干個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)斷面上方安裝的亮度標(biāo)記,該亮度標(biāo)記連接有整體式圖像測(cè)量?jī)x,整體式圖像測(cè)量?jī)x通過(guò)高速平板式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋連接隧道外部的監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像型隧道圍巖變形智能檢測(cè)儀,其特征在于,所述的整體式圖像測(cè)量?jī)x包括有高清照相機(jī)、USB網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、高速交換機(jī)、和供電電源。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像型隧道圍巖變形智能檢測(cè)儀,其特征在于,所述的亮度標(biāo)記米用LED發(fā)光標(biāo)記,LED發(fā)光標(biāo)記由電池供電,有效發(fā)光持續(xù)時(shí)間大于一個(gè)月。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種圖像型隧道圍巖變形智能檢測(cè)儀,包括在隧道圍巖若干個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)斷面上方安裝的亮度標(biāo)記,該亮度標(biāo)記連接有整體式圖像測(cè)量?jī)x,整體式圖像測(cè)量?jī)x通過(guò)高速平板式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋連接隧道外部的監(jiān)控計(jì)算機(jī)。通過(guò)整體式圖像測(cè)量?jī)x對(duì)隧道圍巖斷面上若干個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行拍攝,利用圖像增強(qiáng)、圖像預(yù)處理、圖像識(shí)別等方法,經(jīng)多級(jí)圖像處理,提高了對(duì)比度,銳化了目標(biāo)邊緣,使圍巖觀(guān)測(cè)點(diǎn)更加清晰,從而把重點(diǎn)識(shí)別目標(biāo)從隧道背景中有效分割出來(lái),然后對(duì)處理后的圖像進(jìn)行坐標(biāo)定位比對(duì)。改變了常規(guī)隧道施工中的圍巖監(jiān)測(cè)量測(cè)方式,能夠?qū)鷰r變形進(jìn)行連續(xù)、智能、即時(shí)、穩(wěn)定的量測(cè),給非接觸量測(cè)方法開(kāi)辟了一條新的途徑。
文檔編號(hào)G01B11/16GK202946195SQ20122035486
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者鄭晅, 趙樂(lè), 袁文倩, 宋夢(mèng)虎, 姜超, 趙彬彬, 朱曉金, 袁志清, 劉學(xué), 陳千 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)
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