跨断层隧道病害的诊断分析方法与流程

文档序号:19785013发布日期:2020-01-24 13:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.跨断层隧道病害的诊断分析方法,其特征在于,包括实施诊断分析方法的诊断分析系统,所述诊断分析系统包括单片机、隧道正对断层面处的两侧分别安装的第一摄像机和第二摄像机及隧道正对断层面处的两侧安装的若干湿度传感器;

第一摄像机、第二摄像机和湿度传感器均与单片机连接,第一摄像机、第二摄像机、湿度传感器和单片机均与同市电连接的电源模块连接;

第一摄像机通过支架安装在隧道宽度方向的一侧,采集断层面处隧道的图像信息;第二摄像机通过支架安装在第一摄像机的对侧,且第一摄像机未启动时位于第二摄像机的视场中;

所述诊断分析系统进行跨断层隧道病害的诊断分析方法包括:

s1、获取当前时间;

s2、判断当前时间与上一次第二摄像机采集图像的时间是否大于等于预设时间,若是,进入步骤s3,否则返回步骤s1;

s3、启动第二摄像头采集第一摄像机的图像信息,并接收第一图像;

s4、判断存储的参考图像中第一摄像机位置与第一图像中第一摄像机位置是否处于同一位置,若是,返回步骤s1,否则进入步骤s5;

s5、启动第一摄像机采集隧道在断层处的第二图像,并接收第二图像,之后将第二图像输入第一卷积神经网络模型进行错台检测,并输出错台检测结果;

s6、判断错台检测结果是否表示第二图像信息中存在错台,若是进入步骤s7,否则采用第一图像更新参考图像,并返回步骤s1;

s7、分别计算参考图像和第一图像中第一摄像机的摄像头到图像上边缘的距离;

s8、判断两个距离之间的差异是否小于预设间距,若小于,则进入步骤s9,否则进入步骤s12;

s9、判断第二摄像机两次采集第一图像之间是否存在设定比例的湿度传感器持续上传湿度信息,若是,进入步骤s10,否则采用第一图像更新参考图像,并返回步骤s1;

s10、将第二图像信息输入第二卷积神经网络模型进行裂纹检测,并输出裂纹检测结果;

s11、将采集的第一图像、第二图像和裂纹检测结果及隧道在断层处出现错台和渗水的危害信息压缩后发送给道路养护部,并返回步骤s1;

s12、将采集的第一图像、第二图像和隧道在断层处出现严重错台的信息压缩后发送给道路养护部,并返回步骤s1。

2.根据权利要求1所述的跨断层隧道病害的诊断分析方法,其特征在于,安装第一摄像机的支架包括竖直杆和安装第一摄像机的支撑板,所述支撑板铰接在竖直杆上,在支撑板铰接位置上方的竖直杆上安装有向下倾斜且与单片机连接的电动推杆,所述电动推杆的推杆末端与支撑板固定连接,且电动推杆运动至最小行程时,第一摄像机位于第二摄像机的视场中;

电动推杆处于最小行程阶段时,第一摄像机的摄像头倾斜向上,电动推杆处于最大行程阶段时,第一摄像机的摄像头倾斜向下;安装第一摄像机的支架包括电动推杆后,步骤s5还包括启动第一摄像机的同时启动电动推杆,电动推杆运动至最大行程之后,关闭第一摄像机并控制电动推杆的行程恢复至初始位置;第一图像包括第一摄像机采集的隧道顶壁、侧壁及隧道路面的图形信息。

3.根据权利要求1所述的跨断层隧道病害的诊断分析方法,其特征在于,所述第一卷积神经网络模型的训练方法包括:

a1、采集若干水泥路面错台图像、若干竖直墙面错台图像及若干盾构管片错台图像,并对所有错台图像中的错台区域进行标记;

a2、对标记后的所有错台图像进行预处理,之后对卷积神经网络的权值进行初始化;

a3、输入所有预处理后的错台图像经过卷积层、下采样层、全连接层向前传播得到输出值,并计算卷积神经网络的输出值与目标值之间的误差;

a4、当误差大于期望值时,将误差传回卷积神经网络,依次计算全连接层、下采样层、卷积层的误差;

a5、当误差等于或小于期望值时,采用该误差对神经网络的权值进行更新,并结束训练,得到第一卷积神经网络模型。

4.根据权利要求1所述的跨断层隧道病害的诊断分析方法,其特征在于,所述第二卷积神经网络模型的训练方法包括:

b1、制造多块具有不同弧度、且颜色与隧道内表面相近的弧形模板,并在每块弧形板上绘制不同类型和尺寸的裂缝;

b2、将多块弧形模板安装在隧道宽度方向一圈的不同位置处,并采用旋转运动的摄像机对粘贴有弧形模板的一圈隧道内表面进行裂纹图像采集;

b3、变换弧形板在隧道宽度方向一圈的位置,之后继续采用旋转运动的摄像机对粘贴有弧形模板的一圈隧道内表面进行裂纹图像采集;

b4、判断采集得到的裂纹图像数量是否大于预设图片总数,若是,则执行步骤b5,否则返回步骤b3;

b5、标记所有裂纹图像中的裂纹,并对所有标记后的裂纹图像进行预处理,之后对卷积神经网络的权值进行初始化;

b6、输入所有预处理后的裂纹图像经过卷积层、下采样层、全连接层向前传播得到输出值,并计算卷积神经网络的输出值与目标值之间的误差;

b7、当误差大于期望值时,将误差传回卷积神经网络,依次计算全连接层,下采样层,卷积层的误差;

b8、当误差等于或小于期望值时,采用该误差对神经网络的权值进行更新,并结束训练,得到第二卷积神经网络模型。

5.根据权利要求3或4所述的跨断层隧道病害的诊断分析方法,其特征在于,对图像进行预处理包括依次对图像进行尺寸调整、对比度变换和图像扭曲处理。

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