一種基于圖像處理的隧道表面裂縫快速智能檢測車制造技術

本發明專利技術提供了一種基于圖像處理的隧道表面裂縫快速智能檢測車，包括車體，所述車體底部設有左前輪、右前輪、左后輪及右后輪，所述車體上設有主控單元，所述主控單元還連接有用于測算障礙物與車體間距離的超聲波測距模塊、用于獲取并處理隧道內壁圖像信息的圖像校正融合處理單元及用于存儲處理后圖像信息的SD卡；所述圖像校正融合處理單元包括圖像處理控制模塊和兩個分別設在車體頂部兩側的相機，所述圖像處理控制模塊分別與主控單元及SD卡相連接。本發明專利技術通過圖像采集和圖像信息處理的方式獲取隧道內壁表面的裂縫信息，大大減輕了隧道檢測的工作量，有效提高了工作效率；而且智能化程度高，并能保證最終檢測的精度。

【技術實現步驟摘要】
一種基于圖像處理的隧道表面裂縫快速智能檢測車
本專利技術涉及一種隧道檢測設備，具體涉及一種基于圖像處理的隧道表面裂縫快速智能檢測車。
技術介紹
我國鐵路隧道比重較大，中國的鐵路線上已建成并正式交付運營的隧道達5500余座，總長度超過2700公里，成為世界上鐵路隧道數量最多、長度最大的國家。當前，隧道養護部門對隧道表面災害的檢測手段通常以低等級公路的檢測與養護思路為主，主要靠人工養護巡查，其檢測方法基本上為一些效率和技術含量較低的方法，多以人工方式為主，檢測結果受人為因素影響較大，很難獲得統一標準的檢測結果，且存在一定的交通安全隱患。 目前，隧道檢測的測量方法可分為兩種:接觸式和非接觸式。接觸式測量是一種使用較早的手段，借助探針和量角器，測量系統可以得到一個斷面上有限點的準確數據，數據的記錄方式可以人工記錄，也可采用光學編碼或電位器記錄，工作量大，需要較多的人工干預，測量速度慢，無法測量斷面上的每一個點，不適合動態測量。非接觸式測量有很多方式，最簡單的非接觸測量與應用探針和量角器測量的原理相近，用電磁測距系統測量距離，用經緯儀測量角度，這種方式下，數據的采集和處理可現場進行，精度較高，但需要現場采集高密度測量點，比較費時；另一種較為簡單的方法是采用類似光學測速的原理，但在有限的精度范圍內，工作量大。 上述方法對快速發現隧道表面裂縫都存在著工作量大，費時費力的問題，因此，如何能夠快速準確地檢測出隧道表面存在的裂縫，對隧道的安全和高效使用有著極為重要的意義。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術存在的問題，提供一種基于圖像處理的隧道表面裂縫快速智能檢測車，該檢測車能夠通過圖像采集及圖像處理分析的方式及時獲取隧道表面裂縫信息，在精度、速度和工作量方面均具有令人滿意的效果。 為此，本專利技術采用如下技術方案: 一種基于圖像處理的隧道表面裂縫快速智能檢測車，包括車體，所述車體底部設有左前輪、右前輪、左后輪及右后輪，所述左前輪與右前輪連接有舵機，所述左后輪連接有左后輪電機，所述右后輪連接有右后輪電機，所述車體上設有主控單元，所述主控單元與舵機、左后輪電機及右后輪電機相連接，所述主控單元還連接有用于測算障礙物與車體間距離的超聲波測距模塊、用于獲取并處理隧道內壁圖像信息的圖像校正融合處理單元及用于存儲處理后圖像信息的SD卡； 所述圖像校正融合處理單元包括圖像處理控制模塊和兩個分別設在車體頂部兩側的相機，所述相機通過A/D轉換模塊與圖像處理控制模塊相連接，所述圖像處理控制模塊通過LVDS數據總線與SD卡相連接，所述圖像處理控制模塊還通過UART數據總線與主控單元相連接。 進一步地，所述主控單元還連接有用于為主控單元提供車體姿態信息的姿態傳感器。 進一步地，所述車體的左后輪或右后輪上安裝有用于為主控單元提供車體位移信息的碼盤，所述碼盤與主控單元相連接；且所述碼盤可采用霍爾碼盤。 進一步地，所述主控單元還連接有用于實現車體遠程控制的無線數傳模塊。 進一步地，所述圖像處理控制模塊還連接有用于存儲圖像預校正表和圖像拼接校正表的Flash存儲器。 進一步地，所述圖像處理控制模塊與LVDS總線之間連接有SRAM存儲器。 進一步地，所述圖像校正融合處理單元采用的相機為工業面陣(XD相機，且所述相機米用超廣角鏡頭。 本專利技術車體以中低速四輪電動車為基礎，通過加裝超聲波測距模塊、姿態傳感器和霍爾碼盤等信息采集裝置，來獲取車體狀態信息以及車體周圍的路徑、障礙物等信息。通過加裝用于方向控制的舵機和用于動力控制的車輪電機等裝置來自由控制車體的運動。主控單元實時獲取路況視頻、超聲測距、姿態和位置等多路信息，融合這些信息來實現對周圍環境的建模和對自身的定位；在自身和周圍環境同時運動的情況下，能夠根據預設路徑及當前道路環境和汽車自身行駛狀態，規劃合適路徑；最后通過控制舵機、左后輪電機及右后輪電機，操縱車體安全行駛。同時還能通過無線數傳模塊實現車體的遠程手動操作。 圖像校正融合處理單元采用一種“面性分析”的動態檢測方法，通過安裝在車頂的兩個180°超廣角工業(XD相機實時全方位采集隧道內面信息，在圖像處理控制模塊內對兩路圖像分別進行進行畸變校正并拼接融合，后期對采集圖像進行高斯平滑、去除噪聲、輪廓提取等處理，最后將壓縮后的圖像通過LVDS數據總線傳輸給檢測車主控單元并記錄下來。 綜上，本專利技術的有益效果在于:通過圖像采集和圖像信息處理的方式獲取隧道內壁表面的裂縫信息，大大減輕了隧道檢測的工作量，有效提高了工作效率；而且智能化程度高，檢測車可自主行駛并自動獲取和處理隧道內壁圖像信息；并能有效克服圖像畸變和融合對檢測結果帶來的影響，有效保證了最終檢測的精度。 【附圖說明】 圖1為本專利技術智能檢測車的結構原理框圖； 圖2為本專利技術圖像校正融合處理單元的結構原理框圖； 圖3為本專利技術檢測車相機的圖像采集原理圖； [0021 ] 圖中，1-主控單元，2-舵機，3-左前輪，4-右前輪，5-左后輪電機，6_左后輪，7_右后輪電機，8-右后輪，9-超聲波測距模塊，10-姿態傳感器，11-無線數傳模塊，12-碼盤，13-圖像處理控制模塊，14-相機，15-A/D轉換模塊，16-SRAM存儲器，17-LVDS數據總線，18-UART數據總線，19-Flash存儲器，20-SD卡，21-車體，22-隧道。 【具體實施方式】 如圖1-2所示，一種基于圖像處理的隧道表面裂縫快速智能檢測車，包括車體(圖中未示出)，車體底部設有左前輪3、右前輪4、左后輪6及右后輪8，左前輪3與右前輪4連接有舵機2，左后輪6連接有左后輪電機5，右后輪8連接有右后輪電機7，車體上設有主控單元1，主控單元1與舵機2、左后輪電機5及右后輪電機7相連接，主控單元1還連接有用于測算障礙物與車體間距離的超聲波測距模塊9、用于為主控單元1提供車體姿態信息的姿態傳感器10、用于為主控單元1提供車體位移信息的碼盤12、用于實現車體遠程控制的無線數傳模塊11、用于獲取并處理隧道內壁圖像信息的圖像校正融合處理單元及用于存儲處理后圖像信息的SD卡20，車體的右后輪8上安裝有用于為主控單元1提供車體位移信息的碼盤12，碼盤12與主控單元1相連接； 所述圖像校正融合處理單元包括圖像處理控制模塊13和兩個分別設在車體頂部兩側的相機14 (如圖3所示)，相機14通過A/D轉換模塊15與圖像處理控制模塊13相連接，圖像處理控制模塊13通過LVDS數據總線17與SD卡20相連接，通過UART數據總線18與主控單元1相連接；圖像處理控制模塊13還連接有用于存儲圖像預校正表和圖像拼接校正表的Flash存儲器19，圖像處理控制模塊13與LVDS總線17之間連接有SRAM存儲器16。 本專利技術中，主控單元1由主控板構成，主控板采用A8架構嵌入式平臺，處理器內核為Cortex-A8，主頻1GHz，配備1G DDR2內存和1G SLCFlash，平臺上運行Vxwork操作系統。 檢測車的方向控制采用前輪舵機方案，前輪不提供動力，只實現轉向控制。舵機伺服系統由主控單元1發出的PWM信號進行控制，通過發送相應的PWM信號，就能夠指定輸出軸旋轉的角度，最后實現左前輪3和右前本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于圖像處理的隧道表面裂縫快速智能檢測車，包括車體，所述車體底部設有左前輪、右前輪、左后輪及右后輪，其特征在于，所述左前輪與右前輪連接有舵機，所述左后輪連接有左后輪電機，所述右后輪連接有右后輪電機，所述車體上設有主控單元，所述主控單元與舵機、左后輪電機及右后輪電機相連接，所述主控單元還連接有用于測算障礙物與車體間距離的超聲波測距模塊、用于獲取并處理隧道內壁圖像信息的圖像校正融合處理單元及用于存儲處理后圖像信息的SD卡；所述圖像校正融合處理單元包括圖像處理控制模塊和兩個分別設在車體頂部兩側的相機，所述相機通過A/D轉換模塊與圖像處理控制模塊相連接，所述圖像處理控制模塊通過LVDS數據總線與SD卡相連接，所述圖像處理控制模塊還通過UART數據總線與主控單元相連接。

【技術特征摘要】
1.一種基于圖像處理的隧道表面裂縫快速智能檢測車，包括車體，所述車體底部設有左前輪、右前輪、左后輪及右后輪，其特征在于，所述左前輪與右前輪連接有舵機，所述左后輪連接有左后輪電機，所述右后輪連接有右后輪電機，所述車體上設有主控單元，所述主控單元與舵機、左后輪電機及右后輪電機相連接，所述主控單元還連接有用于測算障礙物與車體間距離的超聲波測距模塊、用于獲取并處理隧道內壁圖像信息的圖像校正融合處理單元及用于存儲處理后圖像信息的SD卡； 所述圖像校正融合處理單元包括圖像處理控制模塊和兩個分別設在車體頂部兩側的相機，所述相機通過A/D轉換模塊與圖像處理控制模塊相連接，所述圖像處理控制模塊通過LVDS數據總線與SD卡相連接，所述圖像處理控制模塊還通過UART數據總線與主控單元相連接。2.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的隧道表面裂縫快速智能檢測車，其特征在于，所述主控單元還連接有用于為主控單元提供車體姿態...

【專利技術屬性】
技術研發人員：貢力，沈瑜，
申請(專利權)人：貢力，沈瑜，
類型：發明
國別省市：甘肅;62