适用于隧道内定位故障点的方法、装置、检测车及设备制造方法及图纸

本发明专利技术属于隧道检测技术领域，公开了一种适用于隧道内定位故障点方法、装置、检测车及设备，获取在当前时间拍摄隧道的帧图像；确定包含故障点的待定位帧图像以及包含里程标识物的目标帧图像；对目标帧图像中的里程标识物的字符信息进行识别，基于识别的字符信息进行所述行驶工具在当前时间的里程校准；基于所述目标帧图像中的字符信息、所述待定位帧图像与所述目标帧图像的位置关系，以及行驶工具在当前时间校准的里程，定位所述待定位帧图像中故障点的实际位置。本发明专利技术使用包含里程标识物的目标帧图像，定位包含故障点的待定位帧图像的实际位置，从而得到故障点的实际位置，可以减少累计误差，提高故障点定位的准确度。提高故障点定位的准确度。提高故障点定位的准确度。

【技术实现步骤摘要】
适用于隧道内定位故障点的方法、装置、检测车及设备


[0001]本专利技术涉及隧道检测
，特别是涉及一种适用于隧道内定位故障点的方法、装置、检测车及设备。

技术介绍

[0002]现实环境中，一些隧道在施工完成后由于地质条件错综复杂且实时变化的原因出现衬砌开裂、管片裂缝、错台、隧道渗漏等问题，并且还可能出现周围土体空洞、地铁隧道整体沉降等问题。因此需要施工人员时常对隧道故障点进行检测，而隧道故障点检测需要定位该故障点。
[0003]现有的基于机器视觉对故障点定位的步骤如下：
[0004]采集隧道内的多帧图像，将相邻两帧图像经过特征对比，确定两帧图像的位移，将位移进行累计，将累计位移转换至实际场景中，获得每帧图像的故障点在隧道中的实际位置，完成对故障点的定位。由于隧道内由于各种原因(例如隧道面不连续，车站，单洞，双洞)，帧图像随着周围环境的变化清晰度会改变，影响基于机器视觉对隧道检测车定位的精确度，而累计位移随着时间的累计，误差越来越大，使得故障点定位的准确度下降。
[0005]现有的隧道检测车定位方法是根据隧道检测车的GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)信息、车轮的转数对行驶的里程进行计算，获得隧道检测车的定位点。由于在隧道内GPS信号较弱甚至有些地方无法接收到GPS信号以及隧道检测车车轮打滑等原因，无法完成隧道检测车的定位，基于机器视觉对隧道检测车进行定位的方案应运而生。
[0006]基于机器视觉对隧道检测车进行定位的步骤如下：
[0007]采集前后两帧图像，将两帧图像经过特征对比，确定隧道检测车帧图像的位移差，计算得到隧道检测车的实际位置。由于隧道内由于各种原因(例如隧道面不连续，车站，单洞，双洞)，帧图像随着周围环境的变化清晰度会改变，影响基于机器视觉对隧道检测车定位的精确度，因此如何实现在隧道内精确定位是亟待解决的问题。
[0008]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0009](1)现有技术得到故障点的实际位置时，累计误差大，故障点定位的准确度低。
[0010](2)现有技术中对里程标识物的目标帧图像中的字符信息识别中，没有基于字符信息对行驶工具的里程进行校准，使得行驶工具在隧道中定位的准确性低。

技术实现思路

[0011]本专利技术实施例的目的在于提供及一种适用于隧道内定位故障点的方法、装置、检测车及设备，用以提高故障点定位的准确度。
[0012]具体技术方案如下：
[0013]本专利技术提供一种适用于隧道内定位故障点的方法，所述隧道设置有里程标识物，所述里程标识物用于标识出所述隧道的里程数，所述里程标识物上标注有字符信息，所述
适用于隧道内定位故障点的方法包括：
[0014]利用设置在行驶工具上的图像摄取装置获取隧道的帧图像；
[0015]在所述帧图像确定包含故障点的待定位帧图像以及包含里程标识物的目标帧图像；对所述目标帧图像中的里程标识物的字符信息进行识别，基于识别的字符信息进行所述行驶工具在当前时间的里程校准；
[0016]基于所述目标帧图像中的字符信息、所述待定位帧图像与所述目标帧图像的位置关系，以及行驶工具在当前时间校准的里程，定位所述待定位帧图像中故障点的实际位置。
[0017]可选地，在所述帧图像中查找包含里程标识物的目标帧图像的步骤包括：
[0018]在所述帧图像中确定包含里程标识物的第一帧图像；
[0019]当所述第一帧图像是多个时，从多个第一帧图像中确定目标帧图像，所述目标帧图像是所述帧图像的中心点与所述里程标识物的中心点距离最近的第一帧图像；
[0020]在所述帧图像中查找包含里程标识物的目标帧图像的步骤包括：
[0021]在所述帧图像中确定与所述待定位帧图像拍摄时间最近，且中心点与所述里程标识物的中心点距离最近的目标帧图像；
[0022]在所述基于所述目标帧图像中的字符信息、所述待定位帧图像与所述目标帧图像的位置关系，定位当前时间的帧图像的故障点在隧道中的实际位置的步骤之前，所述方法还包括：
[0023]识别所述目标帧图像中的里程标识物的字符信息，获得识别结果；
[0024]其中，所述识别结果包括：是否识别出所述目标帧图像中的里程标识物的字符信息，所述字符信息对应隧道内所处位置的数值；
[0025]所述基于所述目标帧图像中的字符信息，以及所述待定位帧图像与所述目标帧图像的位置关系，定位所述待定位帧图像中故障点的实际位置的步骤包括：
[0026]当所述识别结果是未识别出所述目标帧图像中的所述字符信息时，按照所述帧图像的时序，确定第二帧图像，所述第二帧图像是与所述目标帧图像包含的里程标识物不同，与所述目标帧图像拍摄时间最近且可以识别出字符信息的帧图像；
[0027]当所述目标帧图像中包含所述待定位帧图像的故障点时，基于所述第二帧图像的拍摄时间至所述目标帧图像拍摄时间之间拍摄的帧图像，计算累计里程；
[0028]将第一数值与预设的第一距离求和，获得第一求和结果；
[0029]其中，所述第一数值是第二帧图像的字符信息对应的隧道内所处位置的数值；
[0030]将所述第一数值与所述累计里程求和，获得第二求和结果；
[0031]基于所述待定位图像的拍摄时间，在所述第一求和结果以及所述第二求和结果中，确定所述待定位帧图像中故障点的实际位置值；
[0032]所述基于所述待定位图像的拍摄时间，在所述第一求和结果以及所述第二求和结果中，确定所述待定位帧图像中故障点的实际位置的步骤包括：
[0033]当所述第一求和结果与所述第二求和结果的差异值未超过第一差异阈值时，将所述第一求和结果与预设的第二数值之差，确定为所述待定位帧图像中故障点的实际位置值；
[0034]当所述第一求和结果与所述第二求和结果的差异值超过第一差异阈值时，将所述第二求和结果与预设的第二数值之差，确定为所述待定位帧图像中故障点的实际位置值。
[0035]可选地，在所述识别所述目标帧图像中的里程标识物的字符信息，获得识别结果的步骤之后，所述方法还包括：
[0036]当所述目标帧图像是多个时，基于识别每个目标帧图像中里程标识物的字符信息获得的识别结果，确定同一里程标识物的相同的字符信息以及所述相同的字符信息的相同个数；
[0037]当所述相同的字符信息的相同个数超过预设的个数阈值时，基于相同个数超过预设的个数阈值的字符信息，定位所述待定位帧图像中故障点的实际位置；
[0038]所述基于所述目标帧图像中的字符信息以及所述待定位帧图像与所述目标帧图像的位置关系，定位所述待定位帧图像中故障点的实际位置的步骤包括：
[0039]当所述识别结果为识别到所述字符信息时，判断第一数值与第二数值的差异值是否超过第二差异阈值；
[0040]其中，所述第一数值是第二帧图像的字符信息对应的隧道内所处位置的数值，所述第二帧图像是与所述目标帧图像包含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于隧道内定位故障点的方法，其特征在于，所述隧道设置有里程标识物，所述里程标识物用于标识出所述隧道的里程数，所述里程标识物上标注有字符信息，所述适用于隧道内定位故障点的方法包括：利用设置在行驶工具上的图像摄取装置获取隧道的帧图像；在所述帧图像确定包含故障点的待定位帧图像以及包含里程标识物的目标帧图像；对所述目标帧图像中的里程标识物的字符信息进行识别；基于所述目标帧图像中的字符信息、所述待定位帧图像与所述目标帧图像的位置关系，以及行驶工具在当前时间校准的里程，定位所述待定位帧图像中故障点的实际位置。2.根据权利要求1所述的适用于隧道内定位故障点的方法，其特征在于，在所述帧图像中查找包含里程标识物的目标帧图像的步骤包括：在所述帧图像中确定包含里程标识物的第一帧图像；当所述第一帧图像是多个时，从多个第一帧图像中确定目标帧图像，所述目标帧图像是所述帧图像的中心点与所述里程标识物的中心点距离最近的第一帧图像；在所述帧图像中查找包含里程标识物的目标帧图像的步骤包括：在所述帧图像中确定与所述待定位帧图像拍摄时间最近，且中心点与所述里程标识物的中心点距离最近的目标帧图像；在所述基于所述目标帧图像中的字符信息、所述待定位帧图像与所述目标帧图像的位置关系，定位当前时间的帧图像的故障点在隧道中的实际位置的步骤之前，所述方法还包括：识别所述目标帧图像中的里程标识物的字符信息，获得识别结果；其中，所述识别结果包括：是否识别出所述目标帧图像中的里程标识物的字符信息，所述字符信息对应隧道内所处位置的数值；所述基于所述目标帧图像中的字符信息，以及所述待定位帧图像与所述目标帧图像的位置关系，定位所述待定位帧图像中故障点的实际位置的步骤包括：当所述识别结果是未识别出所述目标帧图像中的所述字符信息时，按照所述帧图像的时序，确定第二帧图像，所述第二帧图像是与所述目标帧图像包含的里程标识物不同，与所述目标帧图像拍摄时间最近且可以识别出字符信息的帧图像；当所述目标帧图像中包含所述待定位帧图像的故障点时，基于所述第二帧图像的拍摄时间至所述目标帧图像拍摄时间之间拍摄的帧图像，计算累计里程；将第一数值与预设的第一距离求和，获得第一求和结果；其中，所述第一数值是第二帧图像的字符信息对应的隧道内所处位置的数值；将所述第一数值与所述累计里程求和，获得第二求和结果；基于所述待定位图像的拍摄时间，在所述第一求和结果以及所述第二求和结果中，确定所述待定位帧图像中故障点的实际位置值；所述基于所述待定位图像的拍摄时间，在所述第一求和结果以及所述第二求和结果中，确定所述待定位帧图像中故障点的实际位置的步骤包括：当所述第一求和结果与所述第二求和结果的差异值未超过第一差异阈值时，将所述第一求和结果与预设的第二数值之差，确定为所述待定位帧图像中故障点的实际位置值；当所述第一求和结果与所述第二求和结果的差异值超过第一差异阈值时，将所述第二
求和结果与预设的第二数值之差，确定为所述待定位帧图像中故障点的实际位置值。3.根据权利要求2所述的适用于隧道内定位故障点的方法，其特征在于，在所述识别所述目标帧图像中的里程标识物的字符信息，获得识别结果的步骤之后，所述方法还包括：当所述目标帧图像是多个时，基于识别每个目标帧图像中里程标识物的字符信息获得的识别结果，确定同一里程标识物的相同的字符信息以及所述相同的字符信息的相同个数；当所述相同的字符信息的相同个数超过预设的个数阈值时，基于相同个数超过预设的个数阈值的字符信息，定位所述待定位帧图像中故障点的实际位置；所述基于所述目标帧图像中的字符信息以及所述待定位帧图像与所述目标帧图像的位置关系，定位所述待定位帧图像中故障点的实际位置的步骤包括：当所述识别结果为识别到所述字符信息时，判断第一数值与第二数值的差异值是否超过第二差异阈值；其中，所述第一数值是第二帧图像的字符信息对应的隧道内所处位置的数值，所述第二帧图像是与所述目标帧图像包含的里程标识物不同，与所述目标帧图像拍摄时间最近且可以识别出字符信息的帧图像，所述第二数值是所述目标帧图像中所述字符信息对应的隧道内所处位置的数值；当所述第一数值与所述第二数值的差异值未超过所述第二差异阈值，且所述目标帧图像中包含所述待定位帧图像的故障点时，将所述第二数值，确定为所述待定位帧图像中故障点的实际位置值；当所述第一数值与所述第二数值的差异值超过所述第二差异阈值时，按照所述帧图像的时序，确定第二帧图像，所述第二帧图像是与所述目标帧图像包含的里程标识物不同，与所述目标帧图像拍摄时间最近且可以识别出字符信息的帧图像；当所述目标帧图像中包含所述待定位帧图像的故障点时，基于所述第二帧图像的拍摄时间至所述目标帧图像拍摄时间之间的帧图像，计算累计里程；将所述第一数值与所述累计里程求和结果，确定为所述待定位帧图像中故障点的实际位置值；所述基于所述目标帧图像中的字符信息以及所述待定位帧图像与所述目标帧图像的位置关系，定位所述待定位帧图像中故障点的实际位置的步骤包括：当所述目标帧图像中不包含所述待定位帧图像的故障点时，基于所述待定位帧图像至所述目标帧图像之间的帧图像，计算差值里程；将所述第一距离与所述差值里程的差值，与所述第一数值求和，将所述求和结果，确定为所述待定位帧图像中故障点的实际位置值；所述基于所述第二帧图像的拍摄时间至所述目标帧图像拍摄时间之间的帧图像，计算累计里程的步骤包括：计算历史帧图像中每个像素对应的物体空间的实际尺寸，所述历史帧图像是所述第二帧图像的拍摄时间至所述目标帧图像拍摄时间之间的帧图像；使用预设匹配算法，计算相邻历史帧图像的单应性矩阵，所述单应性矩阵表示所述相邻历史帧图像的变化大小；基于所述单应性矩阵，计算相邻历史帧图像中前一帧历史帧图像相对于后一帧历史帧
图像的图像位移；将所述每个像素对应的物体空间的实际尺寸与所述图像位移之积，确定为所述前一帧历史帧图像相对于后一帧历史帧图像的实际位移；将所述实际位移进行累计，得到累计里程。4.根据权利要求1所述的适用于隧道内定位故障点的方法，其特征在于，所述进行所述行驶工具在当前时间的里程校准具体包括以下步骤：获取图像摄取装置在当前时间拍摄隧道的帧图像，所述图像摄取装置与行驶工具同步移动；在所述帧图像中查找包含里程标识物的目标帧图像；识别所述目标帧图像中的里程标识物的字符信息，获得识别结果，所述识别结果为：是否识别出所述字符信息；当所述识别结果为识别出所述字符信息时，基于所述字符信息，对所述行驶工具在当前时间的里程进行校准。5.根据权利要求4所述的适用于隧道内定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊晓东，孟俊华，樊晓莉，张宜霞，杨维，
申请(专利权)人：宽衍河北智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：