基于圖像處理的地鐵隧道裂縫檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、近年來，城市軌道交通以其車速快、行車密度大、客流量大等特點(diǎn)成為解決交通擁堵的重要措施之一，它的飛速發(fā)展給人們出行帶來了極大的便利。但與此同時(shí)，大量城市軌道交通的土建設(shè)施由建設(shè)期轉(zhuǎn)入養(yǎng)護(hù)期，給線路安全檢測(cè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
　　在各種安全檢測(cè)中，隧道裂縫的檢測(cè)一直是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。目前我國的隧道裂縫檢測(cè)仍以人工判讀和記錄為主，這種方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且主觀性強(qiáng)，不利于客觀地對(duì)隧道結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行評(píng)估?；趫D像處理的裂縫檢測(cè)方法能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢

2、測(cè)方法的不足，高效準(zhǔn)確地獲取裂縫數(shù)據(jù)并節(jié)約人工成本，是一種理想的裂縫自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。
　　本文的工作主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)深入研究了裂縫圖像處理的基本方法，對(duì)圖像預(yù)處理（灰度校正、平滑濾波、銳化）、圖像分割及特征提取幾個(gè)關(guān)鍵步驟中的常用算法進(jìn)行總結(jié)，分析了各個(gè)算法的適用性和不足，對(duì)裂縫識(shí)別的過程有了深刻的認(rèn)識(shí)。
　　(2)詳細(xì)分析了隧道裂縫圖像的特點(diǎn)，針對(duì)這些特點(diǎn)對(duì)二維最大類間方差快速迭代算法進(jìn)行改進(jìn)，采用局

3、部閾值代替原來的全局閾值，并增加了修正因子Δ以及閾值ω。改進(jìn)后的算法能夠消除背景灰度不均帶來的影響，并較為準(zhǔn)確地將細(xì)小的隧道裂縫分離出來。采用該算法能夠檢測(cè)的最細(xì)裂縫寬度為0.23mm。
　　(3)對(duì)裂縫檢測(cè)過程中每個(gè)步驟用到的相關(guān)算法進(jìn)行詳細(xì)分析并用Matlab仿真，比較處理結(jié)果后選取合適的算法，最終提出一種基于圖像處理的隧道裂縫自動(dòng)檢測(cè)方法。通過對(duì)多張隧道圖片進(jìn)行檢測(cè)，驗(yàn)證了該方法準(zhǔn)確率高、漏檢率低，可以高效、準(zhǔn)確地檢測(cè)出隧道

4、圖像中的裂縫并對(duì)其長(zhǎng)寬、走勢(shì)等特征進(jìn)行提取，滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。
　　(4)設(shè)計(jì)并用JAVA實(shí)現(xiàn)地鐵隧道裂縫監(jiān)測(cè)平臺(tái)。數(shù)據(jù)處理模塊采用本文提出的隧道裂縫檢測(cè)方法對(duì)裂縫信息進(jìn)行提取，然后將其導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中;數(shù)據(jù)管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)裂縫信息的增刪改查，依據(jù)設(shè)定的閾值對(duì)裂縫進(jìn)行安全等級(jí)分類，并能與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比判斷病害發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)及時(shí)預(yù)警。
　　本文最后對(duì)實(shí)現(xiàn)的地鐵隧道裂縫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，其不僅能夠高效準(zhǔn)確地獲取隧道襯砌裂縫數(shù)據(jù)，而且能