一种隧道施工动态实时监控系统技术方案

本发明专利技术涉及监控领域，特别涉及一种隧道施工动态实时监控系统。包括至少一个摄像头，数据处理模组、通讯模块、存储模块和显示模块；据处理模组用于接收图像信息，并用帧间差分法分析目标区域的图像信息的变化情况，并在图像信息中建立竖直方向的参考线，若图像信息中存在沿参考线向下运动的对象，则提取该对象的轮廓信息，当有人员即将路过掉落点时，数据处理模组给探照模块发出照明信号，然后根据图像信息中人员与轮廓信息的接触点位，判断对象是否为人造物；若无接触点位信息，则根据轮廓信息中边缘处是否存在超过阈值数量的尖锐点，若超过阈值，则判断为非人造物；若未超过阈值，则为该掉落信息计数；完成了对施工环境进行安全评测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道施工动态实时监控系统


[0001]本专利技术涉及监控领域，特别涉及一种隧道施工动态实时监控系统。

技术介绍

[0002]随着国家的发展，大量基础交通设施的修建迫在眉睫，地下工程是其中重要的组成部分。隧道等地下洞室修建与运营过程中存在较多的灾害问题。隧道施工过程中由于隧道围岩的结构面交切组合形成大量危险块体，施工扰动等作用下这些危险块体往往会发生失稳坠落，造成施工人员伤亡以及机械设备损坏；隧道运营期中，当衬砌结构厚度与密实度没有达到设计要求，以及衬砌发生渗漏水、开裂等事故时，往往会造成衬砌的结构强度不足，从而造成一系列灾害事故。针对运营期隧道衬砌结构检测，传统手段往往采用装载机焊接钢筋架，利用人工手持雷达的方式对衬砌结构进行检测，耗时费力，效率低下。
[0003]公布号为CN107832961A的专利技术专利公开了一种隧道施工动态实时监控系统，用于将隧道施工动态以三维动画形式展现出来，该动态实时监控系统包括定位系统、通讯系统、三维动画系统以及软件系统。该系统将盾构、人员、机车、行车等所有部件进行监控，所有能运动的部件的状态都利用动画的方式实时显示在监控画面上，与现场真实施工的状态保持一致，极大提高隧道施工的安全性、智能化以及项目施工效率，有助于项目调度实时掌握现场情况，做出合理的工作安排。
[0004]上述专利技术能完成对监控现场图像的实时传递，但是隧道施工过程中，环境复杂，施工条件也很艰辛，针对施工环境的安全评估都是需要快速响应的，所以现急需一种监控系统能完成对施工环境的安全评测。
专利
技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种隧道施工动态实时监控系统，能对施工环境进行安全评测。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：一种隧道施工动态实时监控系统，包括至少一个摄像头，数据处理模组、通讯模块、存储模块和显示模块；摄像头还包括探照模块，摄像头用于以定点位置实时获取目标区域的图像信息；数据处理模组用于接收图像信息，并用帧间差分法分析目标区域的图像信息的变化情况，并在图像信息中建立竖直方向的参考线，若图像信息中存在沿参考线向下运动的对象，则提取该对象的轮廓信息，当有人员即将路过掉落点时，数据处理模组给探照模块发出照明信号，然后根据图像信息中人员与轮廓信息的接触点位，判断对象是否为人造物；若接触点位为手部，则判断对象为人造物，若接触点位为脚部，则判断对象为非人造物；若无接触点位信息，则根据轮廓信息中边缘处是否存在超过阈值数量的尖锐点，若超过阈值，则判断为非人造物；若未超过阈值，则为该掉落信息计数；数据处理模组还用于在判断对象为非人造物时或掉落计数信息超过阈值时，将目标区域标注为危险区域；通讯模块用于接收数据处理模块输出的信号，发出通讯信号；
存储模块用于储存摄像头获取的图像信息和数据处理模组处理后发出的数字信号，还用于记录掉落信息计数；显示模块用于显示摄像头获取的图像信息。
[0007]本方案的原理及有益效果：通过摄像头实时获取图像信息传输至数据处理模组；数据处理模组识别处理图像信息的像素点，通过对视频图像信息序列中相邻两帧作差分运算来获得运动目标轮廓的方法，当目标区域中出现异常物体运动时，帧与帧之间会出现较为明显的差别，两帧相减，得到两帧图像亮度差的绝对值，判断它是否大于阈值来分析视频或图像序列的运动特性，确定图像序列中有无物体运动。数据处理模组在图像信息中建立竖直方向的参考线，若图像信息中存在沿参考线向下运动的对象，则提取该对象的轮廓信息；数据处理模组通过摄像头传输来的图像信息，识别出有人员经过掉落区域时，数据处理模组便给探照模块发出照明信号，照明模块照亮掉落物区域，如果掉落物是人造物，路过人员会用手将其拾起，如果是非人造物，如山体落石、泥土，路过人员则用脚将其踢开，数据处理模组通过识别图像信息中路过人员与掉落物的像素点重合信息，判断出人员与掉落物是用手还是脚接触的，由此可初步判断掉落物是人造物还是非人造物。如果路过人员未与掉落物有像素点重合，则数据处理模组通过识别轮廓信息中边缘处是否存在超过阈值数量的尖锐点，人造物的轮廓平滑，尖锐点较少，非人造物多为不规则形，尖锐点较多；超过阈值尖锐点的掉落物判断为非人造物，如果尖锐点未超过阈值，有可能是表面较为光滑的非人造物掉落，则为该掉落信息计数，掉落信息计数的数据储存在存储模块里；数据处理模组还用于在判断对象为非人造物时或掉落计数信息超过阈值时，将目标区域标注为危险区域。
[0008]通过摄像头获取的目标区域的实时图像信息，数据处理模组分析图像信息判断出隧道里的掉落物是人造物或非人造物，非人造物的掉落区域和掉落物次数超过阈值的区域标注为危险区域，从而对施工环境进行安全评测。
[0009]进一步，还包括显示模块，所述显示模块用于显示摄像头获取的图像信息。
[0010]有益效果：显示模块的设立，实现了可视化信息传递，可以让操作员直观的观测到摄像头获取图像区域的实时图像信息。
[0011]进一步，还包括通讯模块，所述通讯模块用于当有人员进入到所标注的危险区域时，便发出通讯信号。
[0012]有益效果：通讯模块的加入对危险区域进行实时预警，发出警示的通讯信号，提示危险区域附近人员尽快远离该区域，及时保证了人员安全。
[0013]进一步，所述摄像头按监控区域布置，每个区域至少有两个及以上的摄像头获取图像信息；且每个摄像头都要在至少另外一个摄像头的摄像范围里。
[0014]有益效果：保证了施工环境区域的全覆盖，杜绝了盲点的产生，提升了对施工环境的安全监测能力；同时，每个区域都有至少两个摄像头实时获取图像信息，图像信息更为精准，同时也为数据处理模组提供了更多的分析素材，保证数据处理模组发出的各种处理信号都更为准确。
[0015]进一步，所述存储模块里储存了所有施工人员的基本信息，所述数据处理模组还用于分析对比图像信息中的人员信息与储存的施工人员基本信息有无缺失，若摄像头获取的图像信息中人员缺失，数据处理模组则发出人员未在岗信号。
[0016]有益效果：通过摄像头获取的图像信息，数据处理模组实时分析图像信息中的人
员信息，比较存储模块里存储的施工人员信息，如果存储模块里的施工人员均能在图像信息对应，则全部在岗，如果储模块里的施工人员未能在图像信息里找到对应，则该人员便未在岗，数据处理模组则发出人员未在岗信号，并记录该未在岗人员的未在岗信息。可以有效的管理施工人员工作时间。
[0017]进一步，在数据处理模组发出人员未在岗信号之前还要进行动态确认，动态确认的方式为，每三分钟数据处理模组在摄像头传输来的多个图像信息面进行缺失人员的特征检索，连续五次未检索到，则判断其不在岗，数据处理模组发出人员未在岗信号。
[0018]有益效果：多次捕捉，反复检索图像信息中的人员特征，定点查找未在岗的人员信息，避免了误判，更具人性化。
附图说明
[0019]图1为一种隧道施工动态实时监控系统实施例一的示意图。
具体实施方式
[0020]下面通过具体实施方式进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道施工动态实时监控系统，其特征在于，包括至少一个摄像头，数据处理模组、存储模块；摄像头还包括探照模块，摄像头用于以定点位置实时获取目标区域的图像信息；数据处理模组用于接收图像信息，并用帧间差分法分析目标区域的图像信息的变化情况，并在图像信息中建立竖直方向的参考线，若图像信息中存在沿参考线向下运动的对象，则提取该对象的轮廓信息，当有人员即将路过掉落点时，数据处理模组给探照模块发出照明信号，然后根据图像信息中人员与轮廓信息的接触点位，判断对象是否为人造物；若接触点位为手部，则判断对象为人造物，若接触点位为脚部，则判断对象为非人造物；若无接触点位信息，则根据轮廓信息中边缘处是否存在超过阈值数量的尖锐点，若超过阈值，则判断为非人造物；若未超过阈值，则为该掉落信息计数；数据处理模组还用于在判断对象为非人造物时或掉落计数信息超过阈值时，将目标区域标注为危险区域；存储模块用于储存摄像头获取的图像信息和数据处理模组处理后发出的数字信号，还用于记录掉落信息计数。2.根据权利要求1所述的一种隧道施工动态实时监控系统，其特征在于:还包括显...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋博林，
申请(专利权)人：重庆工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：