隧道病害检测中同步定位方法、装置、定位系统及介质与流程

1.本发明涉及隧道病害检测技术领域，尤其涉及一种隧道病害检测中同步定位方法、装置、定位系统、介质及计算机设备。本发明的应用场景不仅限于隧道。


背景技术：

2.在隧道病害检测中，研究人员在检测车辆上搭载和集成不同的传感设备，以非接触的方式对隧道的表观和内部进行动态测量。传感设备包括视觉传感器、激光传感器等，这些传感设备生成各自的检测数据。需要将生成的检测数据、和生成这些检测数据时这些传感设备在隧道中的位置一一对应起来，才能支持后续的病害定位。
3.各传感设备虽然有能力连接外部网络，但隧道是一个半封闭环境，卫星信号和网络信号在隧道中很多区域无覆盖。因此，采用传统的卫星定位和网络定位，随时记录各传感设备的定位的方法行不通。
4.各传感设备均搭载在同一个检测车辆上，在同一时刻，各传感设备的定位实际上应该是相同的。然而，各传感设备上的时钟信号不一致，导致同一时刻不同传感设备上生成的检测数据的时间戳不同，进一步导致不同传感设备生成的检测数据无法根据时间戳进行同步，影响了后续通过检测数据与传感设备的定位之间的对应关系来确定病害的定位。
5.因此，如何将不同的传感设备在同一时刻生成的检测数据与该时刻车辆的定位进行对应，是采用多传感设备检测隧道病害的领域中需要解决的一个难题。
6.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：(1)现有技术中不能将不同的传感设备在同一时刻的定位数据进行同步。
7.(2)由于现有技术不能将不同传感设备生成的检测数据根据时间戳进行同步，使得不能利用后续检测数据与传感设备的定位之间的对应关系来确定病害的定位，造成定位准确度低。


技术实现要素：

8.本发明实施例提供了一种隧道病害检测中同步定位方法、装置、定位系统、介质及计算机设备，以解决将不同的传感设备在同一时刻生成的检测数据与该时刻车辆的定位进行对应的问题。
9.有鉴于此，本发明实施例第一方面，提供一种隧道病害检测中同步定位方法，应用于病害检测系统；所述病害检测系统包括：采集模块、触发模块、定位相机、至少两个传感设备、移动载体、处理模块；所述采集模块部署在定位相机上，所述定位相机、触发模块和所述传感设备均位于所述移动载体上，所述移动载体在道路上行进；所述触发模块用于向所述定位相机发送第一触发信号、向所述传感设备发送第二触发信号；所述定位相机用于根据所述第一触发信号触发拍照；所述传感设备用于根据所述第二触发信号触发检测信号；所述处理模块用于执行所述隧道病害检测中同步定位方法；
10.所述方法包括：
11.当检测到所述采集模块采集到新的第一触发信号时，获取在第一时间段内所述采集模块采集到的所述第二触发信号的第一数量，并同时获取所述传感设备在所述第一时间段内存储的数据帧的第二数量；其中，所述第一时间段为所述采集模块上一次采集到所述第一触发信号对应的第一时刻，和本次采集到所述第一触发信号对应的第二时刻之间的时间段；所述数据帧为所述传感设备根据每一条所述检测信号的反馈结果所生成的每一条测量结果；所述数据帧至少包括数据、帧序号、时间戳；
12.根据所述定位相机在所述第一时间段内拍摄的图像，确定所述移动载体在所述第一时间段内的第一位移；
13.确定所述传感设备的类别；所述类别包括第一类别、第二类别；其中，所述第一类别的传感设备为根据每一条所述第二触发信号触发一条检测信号的传感设备，所述第二类别的传感设备为根据每一条所述第二触发信号触发n(n≥2)条检测信号的传感设备；
14.根据所述第一数量、所述第二数量、所述传感设备的类别，确定所述传感设备在所述第一时间段内是否存在丢帧的情况；
15.若所述传感设备的触发方式为按照固定时间间隔触发，且确定不存在所述丢帧的情况，则根据所述第一位移、所述第二数量、所述传感设备的类别，以及预先获取的所述移动载体在所述第一时刻的初始定位，确定在生成每个所述第一时间段的数据帧时，所述传感设备的定位。
16.可选地，所述获取所述传感设备在所述第一时间段存储的数据帧的第二数量，包括：
17.在所述第二时刻，获取所述传感设备存储的所述数据帧的总数量；
18.根据所述总数量，和预先获取的所述传感设备在所述第一时刻存储的所述数据帧的总数量，确定所述传感设备在所述第一时间段存储的数据帧的第二数量。
19.可选地，若所述传感设备的类别为所述第一类别，所述根据所述第一位移、所述第二数量、所述传感设备的类别，以及预先获取的所述移动载体在所述第一时刻的初始定位，确定在生成每个所述第一时间段的数据帧时，所述传感设备的定位，包括：
20.计算所述第一位移和所述第二数量的比值，得到第一比值；
21.在所述第一时间段的数据帧中，根据所述帧序号确定每个数据帧在所述第一时间段生成的所述数据帧中的排列序号；
22.对每个所述数据帧计算所述排列序号与所述第一比值的乘积，得到每个所述数据帧对应的第一乘积；
23.计算所述初始定位和所述第一乘积的和，得到生成每个所述数据帧时所述传感设备的定位。
24.可选地，若所述传感设备的类别为所述第二类别，所述根据所述第一位移、所述第二数量、所述传感设备的类别，以及预先获取的所述移动载体在所述第一时刻的初始定位，确定在生成每个所述第一时间段的数据帧时，所述传感设备的定位，包括：
25.从所述采集模块中获取所述第二触发信号的时间戳；
26.对于所述第一时间段的数据帧，根据所述时间戳确定属于同一个第二触发信号触发的数据帧，将所述同一个第二触发信号触发的数据帧作为一个数据帧组；
27.在所述第一时间段的数据帧中，计算所述数据帧组的组数量，并根据所述时间戳
对所述数据帧组进行排序，得到组序号；
28.根据所述组数量、所述第一位移，确定在生成所述数据帧组时，所述移动载体的第二位移；
29.根据所述数据帧组中的所述数据帧的数量、所述数据帧的排序、所述组序号、所述第二位移，确定在生成每个所述数据帧时，所述传感设备的定位。可选地，所述根据所述数据帧组中的所述数据帧的数量、所述组序号、所述第二位移，确定在生成每个所述数据帧时，所述传感设备的定位，包括：
30.对每个所述数据帧组计算所述组序号与所述第二位移的乘积，得到在生成每个所述数据帧组时，所述传感设备对应的定位区间；
31.获取每个所述数据帧组中的数据帧的第三数量；
32.根据所述定位区间和所述第三数量，确定在生成每个所述数据帧时，所述传感设备的定位。
33.可选地，在确定所述传感设备在所述第一时间段内是否存在丢帧的情况之后，还包括：
34.若所述传感设备的触发方式为按照固定时间间隔触发，且确定不存在所述丢帧的情况，则获取所述传感设备在所述第一时间段生成的每个数据帧对应的时间戳；
35.从所述传感设备自身记录的定位数据中获取所述时间戳对应的定位数据；
36.将所述时间戳对应的定位数据作为在生成每个所述第一时间段的数据帧时，所述传感设备的定位。
37.可选地，在确定所述传感设备在所述第一时间段内是否存在丢帧的情况之后，所述方法还包括：
38.若确定存在丢帧的情况，则确定丢帧数量和丢帧位置；
39.在每个所述丢帧位置处，补入人工数据帧，得到完整数据帧队列；
40.为所述完整数据帧队列中的每一个数据帧设置帧序号，得到修正数据帧队列。
41.可选地，若所述传感设备为所述第一类别的传感设备，则所述确定丢帧数量和丢帧位置，包括：
42.根据所述第一数量与所述第二数量的差确定丢帧数量；
43.将相邻的两个目标数据帧之间的位置确定为丢帧位置；
44.其中，若所述传感设备的触发方式为按照固定距离间隔触发，则所述两个目标数据帧为：时间戳的间隔时间最大的m(m≥1)对相邻数据帧；所述m为所述丢帧数量；
45.若所述传感设备接收到的所述第二触发信号为固定时间间隔发送，则所述两个目标数据帧为：时间戳的间隔时间比所述固定时间间隔大的相邻两个数据帧。
46.可选地，若所述传感设备为所述第二类别的传感设备，则所述确定丢帧数量和丢帧位置，包括：
47.从所述采集模块中获取所述第二触发信号的时间戳；
48.根据所述时间戳确定属于同一个第二触发信号触发的数据帧，将所述同一个第二触发信号触发的数据帧作为一个数据帧组；
49.根据所述数据帧组中的数据帧的数量是否等于n，确定所述数据帧组是否存在丢帧，以及丢帧的数量；
50.若确定存在丢帧，则根据所述数据帧组中的时间戳之间的间隔时间确定所述丢帧位置。
51.可选地，在确定所述传感设备在所述第一时间段内是否存在丢帧的情况之后，还包括：
52.若确定存在所述丢帧的情况，则根据所述传感设备的触发方式、所述第一位移、所述修正数据帧和预先获取的所述移动载体在所述第一时刻的初始定位，确定在生成每个所述数据帧时，所述传感设备的定位。
53.本发明实施例第二方面，还提供一种同步定位装置，应用于病害检测系统，所述装置包括：
54.获取模块，用于当检测到所述采集模块采集到新的第一触发信号时，获取在第一时间段内所述采集模块采集到的所述第二触发信号的第一数量，并同时获取所述传感设备在所述第一时间段内存储的数据帧的第二数量；其中，所述第一时间段为所述采集模块上一次采集到所述第一触发信号对应的第一时刻，和本次采集到所述第一触发信号对应的第二时刻之间的时间段；所述数据帧为所述传感设备根据每一条所述检测信号的反馈结果所生成的每一条测量结果；所述数据帧至少包括数据、帧序号、时间戳；
55.第一位移确定模块，用于根据所述定位相机在所述第一时间段内拍摄的图像，确定所述移动载体在所述第一时间段内的第一位移；
56.确定模块，用于确定所述传感设备的类别，所述类别包括第一类别、第二类别；其中，所述第一类别的传感设备为根据每一条所述第二触发信号触发一条检测信号的传感设备，所述第二类别的传感设备为根据每一条所述第二触发信号触发n(n≥2)条检测信号的传感设备；
57.丢帧确定模块，用于根据所述第一数量、所述第二数量、所述传感设备的类别，确定所述传感设备在所述第一时间段内是否存在丢帧的情况；
58.第一定位模块，用于若所述传感设备的触发方式为按照固定时间间隔触发，且确定不存在所述丢帧的情况，则根据所述第一位移、所述第二数量、所述传感设备的类别，以及预先获取的所述移动载体在所述第一时刻的初始定位，确定在生成每个所述第一时间段的数据帧时，所述传感设备的定位。
59.可选地，所述获取模块进一步用于：
60.在所述第二时刻，获取所述传感设备存储的所述数据帧的总数量；
61.根据所述总数量，和预先获取的所述传感设备在所述第一时刻存储的所述数据帧的总数量，确定所述传感设备在所述第一时间段存储的数据帧的第二数量。
62.可选地，若所述传感设备的类别为所述第一类别，所述定位模块进一步用于：
63.计算所述第一位移和所述第二数量的比值，得到第一比值；
64.在所述第一时间段的数据帧中，根据所述帧序号确定每个数据帧在所述第一时间段生成的所述数据帧中的排列序号；
65.对每个所述数据帧计算所述排列序号与所述第一比值的乘积，得到每个所述数据帧对应的第一乘积；
66.计算所述初始定位和所述第一乘积的和，得到生成每个所述数据帧时所述传感设备的定位。
67.可选地，若所述传感设备的类别为所述第二类别，所述定位模块进一步用于：
68.所述采集模块中获取所述第二触发信号的时间戳；
69.对于所述第一时间段的数据帧，根据所述时间戳确定属于同一个第二触发信号触发的数据帧，将所述同一个第二触发信号触发的数据帧作为一个数据帧组；
70.在所述第一时间段的数据帧中，计算所述数据帧组的组数量，并根据所述时间戳对所述数据帧组进行排序，得到组序号；
71.根据所述组数量、所述第一位移，确定在生成所述数据帧组时，所述移动载体的第二位移；
72.根据所述数据帧组中的所述数据帧的数量、所述数据帧的排序、所述组序号、所述第二位移，确定在生成每个所述数据帧时，所述传感设备的定位。
73.可选地，所述定位模块进一步用于：
74.对每个所述数据帧组计算所述组序号与所述第二位移的乘积，得到在生成每个所述数据帧组时，所述传感设备对应的定位区间；
75.获取每个所述数据帧组中的数据帧的第三数量；
76.根据所述定位区间和所述第三数量，确定在生成每个所述数据帧时，所述传感设备的定位。
77.可选地，所述装置还包括：
78.时间戳获取模块，用于若所述传感设备的触发方式为按照固定时间间隔触发，且确定不存在所述丢帧的情况，则获取所述传感设备在所述第一时间段生成的每个数据帧对应的时间戳；
79.定位数据获取模块，用于从所述传感设备自身纪录的定位数据中获取所述时间戳对应的定位数据；
80.对应定位模块，用于将所述时间戳对应的定位数据作为在生成每个所述第一时间段的数据帧时，所述传感设备的定位。
81.可选地，所述装置还包括：
82.丢帧数量和位置确定模块，用于若确定存在丢帧的情况，则确定丢帧数量和丢帧位置；
83.补入模块，用于在每个所述丢帧位置处，补入人工数据帧，得到完整数据帧队列；
84.帧序号设置模块，用于为所述完整数据帧队列中的每一个数据帧设置帧序号，得到修正数据帧队列。
85.可选地，若所述传感设备为所述第一类别的传感设备，则所述丢帧数量和位置确定模块进一步用于：
86.根据所述第一数量与所述第二数量的差确定丢帧数量；
87.将相邻的两个目标数据帧之间的位置确定为丢帧位置；
88.其中，若所述传感设备的触发方式为按照固定距离间隔触发，则所述两个目标数据帧为：时间戳的间隔时间最大的m(m≥1)对相邻数据帧；所述m为所述丢帧数量；
89.若所述传感设备接收到的所述第二触发信号为固定时间间隔发送，则所述两个目标数据帧为：时间戳的间隔时间比所述固定时间间隔大的相邻两个数据帧。
90.可选地，若所述传感设备为所述第二类别的传感设备，则所述丢帧数量和位置确
定模块进一步用于：
91.从所述采集模块中获取所述第二触发信号的时间戳；
92.根据所述时间戳确定属于同一个第二触发信号触发的数据帧，将所述同一个第二触发信号触发的数据帧作为一个数据帧组；
93.根据所述数据帧组中的数据帧的数量是否等于n，确定所述数据帧组是否存在丢帧，以及丢帧的数量；
94.若确定存在丢帧，则根据所述数据帧组中的时间戳之间的间隔时间确定所述丢帧位置。
95.可选地，所述装置还包括：
96.第二定位模块，用于若确定存在所述丢帧的情况，则根据所述传感设备的触发方式、所述第一位移、所述修正数据帧和预先获取的所述移动载体在所述第一时刻的初始定位，确定在生成每个所述数据帧时，所述传感设备的定位。
97.本发明实施例第三方面，提供一种同步定位系统，应用于病害检测系统；所述同步定位系统包括：采集模块、触发模块、定位相机、至少两个传感设备、移动载体、处理模块；
98.所述采集模块部署在定位相机上，所述定位相机、触发模块和所述传感设备均位于所述移动载体上，所述移动载体在道路上行进；还用于采集所述第一触发信号和所述第二触发信号，并记录信号采集数量和采集时间戳；
99.所述触发模块用于向所述定位相机发送第一触发信号、向所述传感设备发送第二触发信号；
100.所述定位相机用于根据所述第一触发信号触发拍照；
101.所述传感设备用于根据所述第二触发信号触发检测信号；
102.所述处理模块用于接收所述定位相机拍摄的图像、所述传感设备的检测数据。
103.可选地，所述处理模块用于根据所述定位相机拍摄的图像，确定所述移动载体在目标时间段移动的位移；所述处理模块还用于根据所述采集时间戳，确定每个所述传感设备在所述目标时间段输出的目标检测数据，并根据所述位移，确定所述目标检测数据对应的定位；
104.所述定位相机安装固定于所述移动载体的底部，当所述移动载体在轨道上行进时，所述定位相机用于拍摄轨道的道床；
105.所述触发模块包括中控单元和编码器，所述中控单元固定于移动载体内部，所述编码器与所述移动载体的从动轮通过转接环连接。
106.可选地，所述中控单元用于向所述定位相机按照固定时间间隔发送所述第一触发信号，向其中一个所述传感设备按照固定时间间隔发送所述第二触发信号；所述编码器用于向其中一个所述传感设备按照固定距离间隔发送所述第二触发信号；
107.所述传感设备包括图像传感器、激光雷达、地质雷达中的至少两种；
108.所述传感设备用于在接收到所述第二触发信号后，向检测对象发射检测信号，并接收由检测信号反馈得到的反馈信号，并根据所述反馈信号生成检测数据；
109.所述触发模块、所述传感设备、所述定位相机均包括电信号输出接口，所述定位相机的电信号输出接口用于输出图像数据，所述传感设备的电信号输出接口用于输出检测数据；
110.所述处理模块包括多个电信号输入接口，所述电信号输入接口分别用于接收所述图像数据和所述检测数据，以及接收所述采集模块发送的所述信号采集数量和所述采集时间戳。
111.本发明实施例第四方面，提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述隧道病害检测中同步定位方法。
112.本发明实施例第五方面，提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述隧道病害检测中同步定位方法。
113.结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
114.第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
115.现有技术中，地下或山区的隧道、管廊，未被通信网络覆盖，gps信号微弱，图像摄取装置在拍摄图像是无法为图像获取到准确的定位信息。
116.现有技术依靠行驶设备轮子(轴)周长和转动圈数的方式计量行驶里程的方式，可能因为轮子(轴)打滑、缺气等因素，影响定位的准确性。
117.为解决上述问题，本发明可以摆脱通信网络或gps的限制，通过图像完成高精度定位计算。
118.本发明可以在图像摄取的过程中提供高精度定位信息。并根据第一位移、第二数量、传感设备在第一时刻时的起始定位，可以确定在生成每个数据帧时，所述传感设备的定位，进一步提升准定位的准确性。
119.第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
120.本发明当检测到所述采集模块采集到新的第一触发信号时，获取在第一时间段内所述采集模块采集到的所述第二触发信号的第一数量，并同时获取所述传感设备在所述第一时间段内存储的数据帧的第二数量；根据所述定位相机在所述第一时间段内拍摄的图像，确定所述移动载体在所述第一时间段内的第一位移；确定所述传感设备的类别；所述类别包括第一类别、第二类别；根据所述第一数量、所述第二数量、所述传感设备的类别，确定所述传感设备在所述第一时间段内是否存在丢帧的情况；若确定不存在所述丢帧的情况，则根据所述第一位移、所述第二数量、所述传感设备的类别，以及预先获取的所述移动载体在所述第一时刻的初始定位，确定在生成每个所述第一时间段的数据帧时，所述传感设备的定位。在上述方法中，因为每个传感设备的定位是根据定位相机的第一位移计算的，而定位相机的第一位移是以采集模块的计时标准计算的，这样，本方案将不同的传感设备的定位同步在了采集模块的计时标准下，即成功将不同的传感设备在同一时刻的定位进行了同步。
121.第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
122.本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：本发明不依赖于gps或通信网络等基础设施，通过图像分析，对隧道内拍摄的每一帧图像进行精准定位，填补了国内外在此
领域的空白。
123.本发明的技术方案是否解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题：本发明通过图像摄取装置采集回的图像，为地下或山区等未被通信网络覆盖的隧道、管廊等建筑中实现高精度定位提供了切实有效的方法和装置说明，解决了当前隧道施工、巡检、养护、维修等作业中定位不准确的迫切问题。
附图说明
124.图1为本发明实施例1提供的一种病害检测系统的示意图；
125.图2为本发明实施例1提供的一种病害检测系统的信息交互图；
126.图3为本发明实施例1提供的第一种隧道病害检测中同步定位方法的步骤流程图；
127.图4为本发明实施例1提供的第二种隧道病害检测中同步定位方法的步骤流程图；
128.图5为本发明实施例1提供的一种同步定位装置的结构框图；
129.图6为本发明实施例2提供的同步定位系统的硬件结构图；
130.图7为本发明实施例2提供的同步定位系统的信息交互图；
131.图8为本发明实施例2提供的同步定位系统的示意图；
132.图中：1、采集模块；2、触发模块；21、中控单元；22、编码器；3、定位相机；4、传感设备；401、传感设备一；402、传感设备二；41、二维相机；42、激光雷达；43、地质雷达；44、三维相机；5、移动载体、6处理模块；7、闪光灯。
具体实施方式
133.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，都应当属于本发明保护的范围。
134.一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
135.实施例1
136.图1为本发明实施例提供的一种病害检测系统的示意图。
137.参照图1，病害检测系统包括采集模块1、触发模块2、定位相机3、传感设备4、移动载体5、处理模块6。
138.其中，传感设备4包括：二维相机41、激光雷达42、地质雷达43、三维相机44中的至少两种。
139.触发模块2包括中控单元21、编码器22。中控单元21固定于车厢内，编码器22与车辆从动轮通过转接环连接。触发模块2用于向定位相机3发送第一触发信号、向传感设备4发送第二触发信号。
140.采集模块2部署在定位相机3上，定位相机3、触发模块2、传感设备4均位于移动载体5上。移动载体5在图1中为车辆。
141.图2为本发明实施例提供的一种病害检测系统的信息交互图。
142.如图2所示，触发模块2向定位相机3发送第一触发信号，向传感设备4发送第二触发信号；采集模块1采集第一触发信号、第二触发信号；定位相机3在接收到第一触发信号
后，触发拍照，并将拍照所得图像发送至处理模块6；传感设备4在接收到第二触发信号后，触发检测信号，并将测量结果发送至处理模块4。处理模块4接收定位相机3、传感设备4发送的图像数据、检测数据，并对图像数据、检测数据进行处理，对传感设备4的定位进行同步等。
143.从移动载体5行驶开始，触发模块2发送第一触发信号、第二触发信号。定位相机3响应于触发模块2发送的第一触发信号开始拍摄图像、传感设备4响应于触发模块2发送的第二触发信号，向各自的检测对象发射检测信号。采集模块不断采集第一触发信号、第二触发信号，定位相机3和传感设备4不断将图像和检测数据发送给处理模块6，处理模块6读取采集模块的采集数据，并接收定位相机3、传感设备4发送的图像数据、检测数据，并对图像数据、检测数据进行处理。
144.要通过检测数据分析并获取隧道病害检测信息，需要将各传感设备生成的隧道影像、激光点云等数据，与生成这些数据时这些传感设备在隧道中的位置对应起来。具体地，要确定各传感设备在隧道中的定位，就需要计算各传感设备在隧道中行进的里程。
145.各传感设备均搭载在移动载体5上，在同一时刻，其定位实际上应该是相同的。然而，各传感设备上的时钟信号不一致，使得同一时刻的时间戳不同，导致在同一时刻，各传感设备各自计算的里程必然不同。
146.因此，为了将各传感设备在同一时刻的定位进行同步，特提出本发明实施例中的隧道病害检测中同步定位方法。
147.图3为本发明实施例提供的第一种隧道病害检测中同步定位方法的步骤流程图。
148.所述方法应用于病害检测系统；所述病害检测系统包括：采集模块、触发模块、定位相机、至少两个传感设备、移动载体、处理模块；所述采集模块部署在定位相机上，所述定位相机、触发模块和所述传感设备均位于所述移动载体上，所述移动载体在道路上行进；所述触发模块用于向所述定位相机发送第一触发信号、向所述传感设备发送第二触发信号；所述定位相机用于根据所述第一触发信号触发拍照；所述传感设备用于根据所述第二触发信号触发检测信号；所述处理模块用于执行所述隧道病害检测中同步定位方法；
149.所述隧道病害检测中同步定位方法包括：
150.101、当检测到所述采集模块采集到新的第一触发信号时，获取在第一时间段内所述采集模块采集到的所述第二触发信号的第一数量，并同时获取所述传感设备在所述第一时间段内存储的数据帧的第二数量；其中，所述第一时间段为所述采集模块上一次采集到所述第一触发信号对应的第一时刻，和本次采集到所述第一触发信号对应的第二时刻之间的时间段；所述数据帧为所述传感设备根据每一条所述检测信号的反馈结果所生成的每一条测量结果。
151.在本发明实施例中，采集模块具体为一种数字采集卡，部署在定位相机上，与定位相机共用cpu、共用时钟信号，因此，采集模块和定位相机是同一种计时标准。
152.定位相机安装固定于车架，对隧道地面上两轨之间的道床进行拍摄。以使处理模块利用拍摄的图像计算车辆的位移。
153.在采集模块每一次采集到新的第一触发信号时，均触发处理模块获取第二触发信号的数量的动作。采集模块相邻两次接收到第一触发信号之间的时间段为第一时间段，即所述第一时间段为所述采集模块上一次采集到所述第一触发信号对应的第一时刻，和本次
采集到所述第一触发信号对应的第二时刻之间的时间段。采集模块第一时刻获取的传感设备存储的数据帧的数量，减去采集模块第二时刻获取的传感设备存储的数据帧的数量，得到所述传感设备在第一时间段内存储的数据帧的第二数量。
154.具体地，获取所述传感设备在所述第一时间段存储的数据帧的第二数量，可以包括以下步骤：
155.在所述第二时刻，获取所述传感设备存储的所述数据帧的总数量；
156.根据所述总数量，和预先获取的所述传感设备在所述第一时刻存储的所述数据帧的总数量，确定所述传感设备在所述第一时间段存储的数据帧的第二数量。
157.102、根据所述定位相机在所述第一时间段内拍摄的图像，确定所述移动载体在所述第一时间段内的第一位移。
158.定位相机根据触发模块连续发送的第一触发信号进行连续拍照，并将拍摄的图像发送给处理模块。第一触发信号根据固定的时间间隔触发，移动载体为近似匀速行驶，使得定位相机拍摄的图像中，相邻的两个图像包括一定数量的匹配像素点。处理模块不断接收定位模块发送的图像，并根据匹配像素点计算定位相机上一次拍摄图像到本次拍摄图像之间，定位相机所移动的第一位移，定位相机所移动的第一位移即是移动载体所移动的第一位移。
159.可选地，所述根据所述定位相机在所述第一时间段内拍摄的图像，确定所述移动载体在所述第一时间段内的第一位移，包括以下步骤a1-a3：
160.a1、获取所述定位相机在所述第一时间段拍摄得到的所有图像；相邻的两个所述图像的匹配像素点数量大于或等于目标数量。
161.定位相机设置在行驶的车辆上，由触发模块发送的第一触发信号触发拍照。
162.定位相机根据触发信号进行连续拍摄，得到多张图像。为了利用图像计算车辆行驶的里程，需要对图像进行特征点提取，对相邻帧的图像进行特征点匹配。
163.图像中可以包括时间戳，以便于识别相邻帧图像。
164.可以利用单应性矩阵实现相邻两幅图像的特征点匹配。因为单应矩阵有8个自由度，至少需要4对对应的点才能计算出单应性矩阵。因此，相邻的两个图像需要有大于或等于目标数量的匹配像素点，该目标数量可以为4。
165.在真实的应用场景中，我们计算的点对中都会包含噪声。比如点的位置偏差几个像素，甚至出现特征点对误匹配的现象，如果只使用4个点对来计算单应矩阵，那会出现很大的误差。因此，为了使得计算更精确，一般都会使用远大于4个点对来计算单应性矩阵。
166.此外，为了使每对相邻的图像都包括目标数量的匹配像素点，需要精密计算定位相机的拍摄间隔时间，为了使图像中的匹配像素点数量均匀，车辆优选匀速行驶。
167.a2、根据所述相邻的两个图像、所述匹配像素点，分别计算所述定位相机在拍摄每一对所述相邻的两个图像时，所述移动载体移动的第一距离，得到多个所述第一距离。
168.对相邻的两个图像进行特征点匹配，可以得到图像中像素点的位置变化情况。如何将图像中像素点的位置变化尺度映射到现实中拍摄这两个图像的时间段内，移动载体的实际移动距离呢？这里需要进行像素坐标系和世界坐标系的坐标映射。
169.通过对摄像机标定，可以得到定位相机的外参数矩阵、内参数矩阵、畸变矩阵，根据这些定位相机的标定参数，我们可以实现像素坐标系和世界坐标系的坐标映射，即精确
地实现现实中的点到图像中对应像素点的投影过程。
170.这样，借助于定位相机的标定参数，可以通过图像中像素点的位置变化情况，得到移动载体实际移动的第一距离。
171.对第一时间段内得到的每对相邻的图像进行上述尺度映射，得到多个第一距离。
172.a3、将所述多个第一距离的和作为所述定位相机在所述第一时间段内的第一位移。
173.将上述多个第一距离相加，可以得到定位相机在所述第一时间段内的总位移，即第一位移。
174.103、确定所述传感设备的类别，所述类别包括第一类别、第二类别；其中，所述第一类别的传感设备为根据每一条所述第二触发信号触发一条检测信号的传感设备，所述第二类别的传感设备为根据每一条所述第二触发信号触发n(n≥2)条检测信号的传感设备。
175.不同的传感设备，发射检测信号的方式不同。第一类别的传感设备，每接收到一条第二触发信号，就向待检测对象发射一条检测信号，这样传感设备接收到关于待检测对象的一条反馈信息，进而生成一条检测结果；第二类别的传感设备，每接收到一条第二触发信号，就向待检测对象发射n条检测信号，这样传感设备接收到待检测对象的n条反馈信息，进而生成n条检测结果。
176.例如，二维相机为第一类别的传感设备，激光雷达、地质雷达为第二类别的传感设备。例如，激光雷达可在接收到一条第二触发信号后，一次发出2000条检测信号，进而生成2000条检测结果。
177.确定传感设备的类别的方式可以根据：传感设备在收到每一条第二触发信号后所生成的检测结果的数量来确定。
178.示例性地，假设采集模块在第一时间段内采集到的第二触发信号的第一数量为m，传感设备在第一时间段内存储的数据帧的第二数量为n。若传感设备为第一类别，那么，若m＝n，则确定传感设备在第一时间段内不存在丢帧，若m＞n，则确定传感设备在第一时间段内存在丢帧，丢帧的数量为m-n；若传感设备为第二类别，那么，若m＝n/a，则确定传感设备在第一时间段内不存在丢帧，若m＞n/a，则确定传感设备在第一时间段内存在丢帧，丢帧的数量为ma-n。
179.传感设备的触发方式由触发模块发送给传感设备的第二触发信号的间隔方式决定。若触发模块按照固定时间间隔发送第二触发信号，则传感设备按照固定时间间隔触发检测信号；若触发模块按照固定距离间隔发送第二触发信号，则传感设备按照固定距离间隔触发检测信号。
180.上述固定距离间隔，指的是移动载体每行驶固定的距离(如n米)，触发模块发送一次第二触发信号。
181.104、根据所述第一数量、所述第二数量、所述传感设备的类别，确定所述传感设备在所述第一时间段内是否存在丢帧的情况。
182.传感设备检测的数据量很大，在处理时可能出现异常。例如有可能传感设备接收到了第二触发信号，但没发射检测信号，或没保存检测结果。
183.例如在接收到某一条第二触发信号后，因为系统故障并没有触发发射检测信号的行为，因此，该条第二触发信号并不能对应生成检测结果，这样就会导致丢失数据帧，即丢
帧的情况，触发方式为所述传感设备触发检测信号的间隔方式，包括按照固定时间间隔触发和按照固定距离间隔触发。
184.具体地，可以根据第一数量、传感设备的类别，确定在第一时间段内、传感设备在不丢帧的情况下，存储的数据帧的标准数量；然后将所述第二数量和标准数量进行对比；若第二数量等于标准数量，则确定传感设备在第一时间段内不存在丢帧；若第二数量小于标准数量，则确定传感设备在第一时间段内存在丢帧。
185.105、若所述传感设备的触发方式为按照固定时间间隔触发，且确定不存在所述丢帧的情况，则根据所述第一位移、所述第二数量和预先获取的所述移动载体在所述第一时刻的初始定位，确定在生成每个所述数据帧时，所述传感设备的定位。
186.第二数量的数据帧对应为传感设备在第一时间段生成的，第一时间段移动载体的位移为第一位移，则传感设备在第一时间段的位移也为第一位移。在传感设备没有丢帧的情况下，将第一位移分摊给上述每一个数据帧，即得到生成每个数据帧时，传感设备的位移。
187.若传感设备的触发方式为按照固定时间间隔触发，且传感设备为第一类别，则可以将第一位移平均分摊给每一个数据帧，即得到生成每个数据帧时，传感设备的位移。在传感设备匀速行驶的情况下，采用平均分摊的方法，得到的结果是精确的；在传感设备非匀速行驶的情况下，采用平均分摊得到的结果是有误差的，但误差可以在下一次采集到新的第一触发信号时进行校准。
188.若传感设备为第二类别，则需要先确定数据帧组。数据帧组是指由同一个第二触发信号触发的一组检测信号所反馈生成的一组数据帧。可以将第一位移平均分摊给每一个数据帧组，即得到生成每一个数据帧组时，传感设备的位移。至于在数据帧组中，生成每一个数据帧时传感设备的位移，可以将整个数据帧组的位移平均分摊到每一个数据帧，则得到生成每个数据帧时，传感设备的位移。
189.此外，若病害检测系统中存在触发方式为按照固定距离间隔触发的目标传感设备，该目标传感设备自身有定位功能。则可以获取需要同步定位的传感设备在第一时间段生成的每个数据帧对应的时间戳，然后从目标传感设备记录的定位数据中获取该时间戳对应的定位数据，将该时间戳对应的定位数据作为在生成每个第一时间段的数据帧时，该传感设备的定位。
190.病害检测系统可以设置为：触发模块同时分别向定位相机发送第一触发信号、向传感设备发送第二触发信号，此时，移动载体开始进行移动。移动载体在移动之前的定位一般位于隧道口附近，其定位可以采用卫星定位或网络定位来确定。每当处理模块检测到采集模块采集到新的第一触发信号时，处理模块即采用本发明中的方案进行传感设备的同步定位，得到传感设备在生成每一个数据帧时的定位。这个定位在初次是依据于卫星定位或网络定位的，后续的定位也是在这个基础上计算的，因此，后续的定位也是以卫星定位或网络定位为基准的，具有比较高的准确性。
191.这样，传感设备在第一时刻的起始定位，其实在处理模块上一次检测到采集模块采集到新的第一触发信号时，就已经通过同步定位确定了。那么，本次直接获取传感设备在所述第一时刻时的起始定位即可。
192.因此，根据第一位移、第二数量、传感设备在第一时刻时的起始定位，可以确定在
生成每个数据帧时，所述传感设备的定位。
193.可选地，若所述传感设备的类别为所述第一类别，则步骤105包括以下步骤b1-b4：
194.b1、计算所述第一位移和所述第二数量的比值，得到第一比值；
195.b2、在所述第一时间段的数据帧中，根据所述帧序号确定每个数据帧在所述第一时间段生成的所述数据帧中的排列序号；
196.b3、对每个所述数据帧计算所述排列序号与所述第一比值的乘积，得到每个所述数据帧对应的第一乘积；
197.b4、计算所述初始定位和所述第一乘积的和，得到生成每个所述数据帧时所述传感设备的定位。
198.在步骤b1-b4中，将第一位移分摊到第二数量的数据帧上，即计算所述第一位移和所述第二数量的比值，得到在生成每个数据帧时，传感设备的位移；再确定每个数据帧的排序，排序序号由1开始，间隔为1，从小到大排序，则计算所述排列序号与所述第一比值的乘积，得到的第一乘积为在生成每个数据帧时传感设备从第一帧到当前的累积位移。将传感设备的初始定位和累积位移相加，即得到生成每个所述数据帧时所述传感设备的定位。
199.示例性地，假设采集模块在第一时间段内采集到的第二触发信号的第一数量为m，传感设备在第一时间段内存储的数据帧的第二数量为n。其中，数据帧的帧序号分别为001，002，
……
，00n。移动载体在第一时间段内的第一位移为s1，传感设备为第一类别，触发方式为按照固定时间间隔。移动载体在第一时刻的初始定位为s2。
200.若m＝n，则传感设备在第一时间段内不存在丢帧。
201.进一步地，在确定不存在丢帧的情况下，可以计算传感设备在第一时间段生成每一个数据帧时，传感设备的定位。
202.具体地，首先计算第一比值，为第一位移和第二数量的比值，即s1/n；
203.然后，根据帧序号确定每个数据帧在所述第一时间段生成的数据帧中的排列序号。即帧序号分别为001，002，
……
，00n的数据帧，其在数据帧中的排列序号分别为1,2，
……
，n。即帧序号为001的数据帧为第一时间段生成的第一个数据帧，帧序号为002的数据帧为第一时间段生成的第二个数据帧，以此类推。
204.那么，帧序号为001的数据帧对应的第一乘积为：1*s1/n，帧序号为002的数据帧对应的第一乘积为：2*s1/n，
……
，帧序号为00n的数据帧对应的第一乘积为：n*s1/n。
205.初始定位和数据帧对应的第一乘积的和，即为生成该数据帧时传感设备的定位。即：在生成帧序号为001的数据帧时，传感设备的定位p1＝s2+1*s1/n；在生成帧序号为002的数据帧时，传感设备的定位p2＝s2+2*s1/n；
……
，在生成帧序号为00n的数据帧时，传感设备的定位pn＝s2+n*s1/n。
206.可选地，若所述传感设备的类别为所述第二类别，则步骤105包括以下步骤c1-c5：
207.c1、从所述采集模块中获取所述第二触发信号的时间戳；
208.c2、对于所述第一时间段的数据帧，根据所述时间戳确定属于同一个第二触发信号触发的数据帧，将所述同一个第二触发信号触发的数据帧作为一个数据帧组；
209.c3、在所述第一时间段的数据帧中，计算所述数据帧组的组数量，并根据所述时间戳对所述数据帧组进行排序，得到组序号；
210.c4、根据所述组数量、所述第一位移，确定在生成所述数据帧组时，所述移动载体
的第二位移；
211.c5、根据所述数据帧组中的所述数据帧的数量、所述组序号、所述第二位移，确定在生成每个所述数据帧时，所述传感设备的定位。
212.在步骤c1-c5中，数据帧携带时间戳，第二触发信号也携带时间戳，则可以根据时间戳确定数据帧归属于哪个第二触发信号触发的，同一个第二触发信号触发得到的数据帧，对应于同一个数据帧组。
213.根据数据帧组生成的先后顺序编制组序号。计算第一位移和组数量的比值，得到生成每一个数据帧组时，传感设备的位移。根据第一位移和组数量的比值，得到第二位移。
214.再根据所述数据帧组中的所述数据帧的数量、所述数据帧的排序、所述组序号、所述第二位移，确定在生成每个所述数据帧时，所述传感设备的定位。
215.可选地，步骤c5包括以下步骤d1-d3：
216.d1、对每个所述数据帧组计算所述组序号与所述第二位移的乘积，得到在生成每个所述数据帧组时，所述传感设备对应的定位区间；
217.d2、获取每个所述数据帧组中的数据帧的第三数量；
218.d3、根据所述定位区间和所述第三数量，确定在生成每个所述数据帧时，所述传感设备的定位。
219.示例性地，假设采集模块在第一时间段内采集到的第二触发信号的第一数量为m，传感设备在第一时间段内存储的数据帧的第二数量为n。其中，数据帧的帧序号分别为001，002，
……
，00n。移动载体在第一时间段内的第一位移为s1。传感设备为第二类别，传感设备根据每一条第二触发信号触发a条检测信号，即ma＝n。移动载体在第一时刻的初始定位为s2。
220.若m＝n/a，则确定传感设备在第一时间段内不存在丢帧。
221.接下来计算传感设备在第一时间段生成每一个数据帧时，传感设备的定位。
222.第一步，根据第二触发信号的时间戳，将第一时间段内生成的数据帧拆分成数据帧组。例如，确定001，002，
……
，00b为一个数据帧组；00b+1，00b+2，
……
，00c为一个数据帧组；
……
，00c+1，00c+2，
……
，00n为一个数据帧组。
223.第二步，计算组数量。例如上述数据帧组的组数量为m(无丢帧情况下，组数量与第二触发信号的数量相同)，组序号分别为1,2,
……
m。
224.第三步，计算第二位移，为第一位移除以组数量，即s1/m。
225.第四步，获取数据帧组中数据帧的数量，不丢帧的情况下为a，获取数据帧的排序，如1,2，
……
，a。用组序号乘以第二位移，得到在生成每个所述数据帧组时，所述传感设备对应的定位区间。如第一个数据帧组对应的定位区间为：s2，s2+s1/m；第二个数据帧组对应的定位区间为：s2+s1/m，s2+2*s1/m；依次类推。
226.获取每个所述数据帧组中的数据帧的第三数量，若无丢帧，则为a。
227.这样，在第一个数据帧组中，生成第一个数据帧时，传感设备的定位为：s2+s1/(m*a)；生成第二个数据帧时，传感设备的定位为：s2+2*s1/(m*a)。以此类推即可。
228.可选地，在步骤104之后，还包括以下步骤e1-e3：
229.e1、若所述传感设备的触发方式为按照固定时间间隔触发，且确定不存在所述丢帧的情况，则获取所述传感设备在所述第一时间段生成的每个数据帧对应的时间戳；
230.e2、从所述传感设备自身记录的定位数据中获取所述时间戳对应的定位数据；
231.e3、将所述时间戳对应的定位数据作为在生成每个所述第一时间段的数据帧时，所述传感设备的定位。
232.在步骤e1-e3中，对于触发方式按照固定距离间隔触发的传感设备，这种传感设备自身带有定位系统，可记录定位数据。因此，可以直接从其自身记录的定位数据中获取传感设备在生成每个数据帧时的定位。
233.因为第一位移是根据定位相机的计时标准确定的，数据帧及第二数量也是根据定位相机的计时标准确定的，因此，本方案将不同的传感设备的定位同步在了定位相机的计时标准下；并且，传感设备在初次的定位是由卫星定位或网络定位的，而后续的定位是在初次定位的基础上计算，因此，本方案中的定位精度比较高。
234.对于多个传感设备，每一个传感设备均执行本发明实施例中的方法，即可使多个传感设备的定位均以定位相机上的计时标准进行计算。这样，就将不同的传感设备在同一时刻的定位统一在了定位相机的计时标准下，即实现了将不同的传感设备在同一时刻的定位进行同步。
235.综上，在本发明实施例中，当检测到所述采集模块采集到新的第一触发信号时，获取在第一时间段内所述采集模块采集到的所述第二触发信号的第一数量，并同时获取所述传感设备在所述第一时间段内存储的数据帧的第二数量；根据所述定位相机在所述第一时间段内拍摄的图像，确定所述移动载体在所述第一时间段内的第一位移；确定所述传感设备的类别；根据所述第一数量、所述第二数量、所述传感设备的类别，确定所述传感设备在所述第一时间段内是否存在丢帧的情况；若所述传感设备的触发方式为按照固定时间间隔触发，且确定不存在所述丢帧的情况，则根据所述第一位移、所述第二数量、所述传感设备的类别，以及预先获取的所述移动载体在所述第一时刻的初始定位，确定在生成每个所述第一时间段的数据帧时，所述传感设备的定位。在上述方法中，因为每个传感设备的定位是根据定位相机的第一位移计算的，而定位相机的第一位移是以采集模块的计时标准计算的，这样，本方案将不同的传感设备的定位同步在了采集模块的计时标准下，即成功将不同的传感设备在同一时刻的定位进行了同步。
236.图4为本发明实施例提供的第二种隧道病害检测中同步定位方法的步骤流程图。所述方法应用于病害检测系统，所述方法包括：
237.201、当检测到所述采集模块采集到新的第一触发信号时，获取在第一时间段内所述采集模块采集到的所述第二触发信号的第一数量，并同时获取所述传感设备在所述第一时间段内存储的数据帧的第二数量。
238.在本发明实施例中，步骤201可以参照步骤101，此处不再赘述。
239.202、根据所述定位相机在所述第一时间段内拍摄的图像，确定所述移动载体在所述第一时间段内的第一位移。
240.在本发明实施例中，步骤202可以参照步骤102，此处不再赘述。
241.203、确定所述传感设备的类别，所述类别包括第一类别、第二类别。
242.在本发明实施例中，步骤203可以参照步骤103，此处不再赘述。
243.204、根据所述第一数量、所述第二数量、所述传感设备的类别，确定所述传感设备在所述第一时间段内是否存在丢帧的情况。
244.在本发明实施例中，步骤204可以参照步骤104，此处不再赘述。
245.205、若确定存在丢帧的情况，则确定丢帧数量和丢帧位置。
246.对于第一类传感设备，若传感设备在接收到第二触发信号后，未触发发射检测信号或触发了检测信号却未生成检测结果，则会出现检测结果缺失的现象，此为丢帧。
247.对于第二类传感设备，若传感设备在接收到第二触发信号后，未触发发射检测信号；或，触发的检测信号的数量不够，如数量小于n；或，触发了足够数量的检测信号但生成的检测结果却不够数量。这些都会导致检测结果数量不够，此为丢帧。
248.若发生丢帧，则需要在丢帧的位置补充人工数据，这样才能不影响后续将数据帧与第二触发信号进行对应，以进行后续数据帧的同步定位。
249.确定丢帧数量和丢帧位置的方法包括以下步骤d1-d4：
250.d1、根据所述第一数量与所述第二数量的差确定丢帧数量；
251.d2、将相邻的两个目标数据帧之间的位置确定为丢帧位置。
252.其中，若所述传感设备接收到的所述第二触发信号为固定距离间隔发送，则所述两个目标数据帧为：时间戳的间隔时间最大的m(m≥1)对相邻数据帧；所述m为所述丢帧数量；
253.若所述传感设备接收到的所述第二触发信号为固定时间间隔发送，则所述两个目标数据帧为：时间戳的间隔时间比所述固定时间间隔大的相邻两个数据帧。
254.在步骤d1-d2中，若传感设备接收到的所述第二触发信号为固定距离间隔发送，则相邻数据帧时间戳之间的差值是不固定的。在确定丢帧数量为m后，可以计算每两个相邻的数据帧时间戳之间的差值，将差值最大的m对数据帧确定为目标数据帧。每一对目标数据帧之间即为一个丢帧位置。
255.示例性地，假设采集模块在第一时间段内采集到的第二触发信号的第一数量为m，传感设备在第一时间段内存储的数据帧的第二数量为n，传感设备为第一类别。若m＞n，则传感设备在第一时间段内存在丢帧，丢帧数量为第一数量与第二数量的差，即m-n。
256.若传感设备接收到的所述第二触发信号为固定时间间隔发送，且m＝10，n＝8，则丢帧数量为m-n＝2。数据帧的时间戳分别为：帧序号001数据帧的时间戳9:00、帧序号002数据帧的时间戳9:01、帧序号003数据帧的时间戳9:03、帧序号004数据帧的时间戳9:04、帧序号005数据帧的时间戳9:05、帧序号006数据帧的时间戳9:06、帧序号007数据帧的时间戳9:08、帧序号008数据帧的时间戳9:09，则可以根据时间戳的间隔时间选择目标数据帧，两对目标数据帧分别为：帧序号002数据帧和帧序号003数据帧，帧序号006数据帧和帧序号007数据帧。两个目标数据帧之间的位置为丢帧位置。
257.在两个丢帧位置处，分别补入人工数据帧，得到包含10个数据帧的完整数据帧序列。为完整数据帧队列中的每一个数据帧设置帧序号，得到修正数据帧队列，修正数据帧队列的帧序号分别为1，2，
……
，10。其中，帧序号为3和8的数据帧为补入的人工数据帧。
258.若所述传感设备为所述第二类别的传感设备，则步骤205包括以下步骤e1-e3：
259.e1、从所述采集模块中获取所述第二触发信号的时间戳；
260.e2、根据所述时间戳确定属于同一个第二触发信号触发的数据帧，将所述同一个第二触发信号触发的数据帧作为一个数据帧组；
261.e3、根据所述数据帧组中的数据帧的数量是否等于n，确定所述数据帧组是否存在
丢帧，以及丢帧的数量；
262.e4、若确定存在丢帧，则根据所述数据帧组中的时间戳之间的间隔时间确定所述丢帧位置。
263.在步骤e1-e4中，在不丢帧的情况下，一个数据帧组中包括n个数据帧。根据实际上数据帧组中数据帧的数量和n之间的差值，可以确定丢帧数量。
264.在不丢帧的情况下，数据帧组中的时间戳之间的间隔时间是均匀的。因此，可以寻找时间戳之间的间隔时间不均匀的数据帧对，将该数据帧对之间的位置作为丢帧位置。
265.206、在每个所述丢帧位置处，补入人工数据帧，得到完整数据帧队列。
266.具体地，人工数据帧可以为根据前后数据帧中的检测结果数据，人工拟合的检测结果。
267.207、为所述完整数据帧中的每一个数据帧设置帧序号，得到修正数据帧队列。
268.在补充人工数据后，根据数据帧的排列顺序，为完整数据帧队列中的每个数据帧和每个人工数据帧重新设置帧序号，这样就得到具有正确帧序号的修正数据帧队列。
269.设置正确的帧序号，这样有利于后续将数据帧的帧序号与第二触发信号进行对应，并且有利于实现将各个传感设备的数据帧按照时间戳进行帧对齐，使不用的传感设备真正实现在同一时刻的统一定位。
270.208、若确定存在所述丢帧的情况，则根据所述传感设备的触发方式、所述第一位移、所述修正数据帧队列和预先获取的所述移动载体在所述第一时刻的初始定位，确定在生成每个所述数据帧时，所述传感设备的定位。
271.传感设备丢帧，即传感设备在接收到某一个第二触发信号后，最终没有生成一条检测结果。但这并不会使下一个检测结果的生成时间提前，因为第二触发信号的触发间隔时间并不会因为丢帧而改变，而下一个检测结果只能是传感设备在接收到下一个触发信号后才能生成。因此丢帧并不会影响其他数据帧生成的时间戳。
272.并且，第一时间段内修正数据帧队列中所有数据帧(包括人工数据帧)的总数量为第一时间段内采集模块采集到的第二触发信号的数量，即第一数量。
273.因此，若所述传感设备的类别为所述第一类别，传感设备的触发方式为按照固定时间间隔触发，则步骤208可以包括以下步骤f1-f4：
274.f1、确定实际生成的数据帧在所述修正数据帧队列中的帧序号；
275.f2、计算所述第一位移和所述第一数量的比值，得到第三比值；
276.f3、对所述修正数据帧队列中，每个实际生成的数据帧计算所述帧序号与所述第三比值的乘积，得到每个所述数据帧对应的第三乘积；
277.f4、计算所述初始定位和所述第三乘积的和，得到生成每个所述数据帧时所述传感设备的定位。
278.示例性地，假设采集模块在第一时间段内采集到的第二触发信号的第一数量为m，传感设备在第一时间段内存储的数据帧的第二数量为n。移动载体在第一时间段内的第一位移为s1。传感设备为第一类别。移动载体在第一时刻的初始定位为s2。设m＝10，n＝8，则丢帧数量为m-n＝2。
279.若修正数据帧队列的帧序号分别为1，2，
……
，10。其中，帧序号为3和8的数据帧为补入的人工数据帧。则实际生成的数据帧在所述修正数据帧队列中的帧序号分别为1,2,4,
5,6,7,9,10。
280.则第三比值为s1/m，帧序号分别为1,2,4,5,6,7,9,10的数据帧对应的第三乘积分别为1*s1/m，2*s1/m，4*s1/m，5*s1/m，6*s1/m，7*s1/m，9*s1/m，10*s1/m。
281.计算初始定位和第三乘积的和，得到生成每个数据帧时所述传感设备的定位。即生成第1个数据帧时，传感设备的定位q1＝s2+1*s1/m，生成第2个数据帧时，传感设备的定位q2＝s2+2*s1/m，生成第3个数据帧时，传感设备的定位q3＝s2+4*s1/m，
……
，生成第8个数据帧时，传感设备的定位q8＝s2+10*s1/m。
282.若所述传感设备的类别为所述第二类别，传感设备的触发方式为按照固定时间间隔触发，则可以直接参照步骤c1-c6确定在生成每个所述数据帧时，所述传感设备的定位。
283.若传感设备的触发方式为按照固定距离间隔触发，无论传感设备的类别为第一类别还是第二类别，均可以根据数据帧的时间戳，从传感设备自身记录的定位数据中获取对应的定位。
284.综上，本发明实施例给出了在丢帧的情况下，确定在生成每个数据帧时传感设备的定位的方法，进一步拓宽了本发明实施例的应用范围；并且，给出了丢帧数量和丢帧位置的确定方法，这样有利于后续将数据帧的帧序号与第二触发信号进行对应，并且有利于实现将各个传感设备的数据帧按照时间戳进行帧对齐，使不用的传感设备真正实现在同一时刻的统一定位。
285.图5为本发明实施例提供的一种同步定位装置。应用于病害检测系统，具体地，该同步定位装置300设置于处理模块。所述装置300包括：
286.获取模块301，用于当检测到所述采集模块采集到新的第一触发信号时，获取在第一时间段内所述采集模块采集到的所述第二触发信号的第一数量，并同时获取所述传感设备在所述第一时间段内存储的数据帧的第二数量；其中，所述第一时间段为所述采集模块上一次采集到所述第一触发信号对应的第一时刻，和本次采集到所述第一触发信号对应的第二时刻之间的时间段；所述数据帧为所述传感设备根据每一条所述检测信号的反馈结果所生成的每一条测量结果；所述数据帧至少包括数据、帧序号、时间戳；
287.第一位移确定模块302，用于根据所述定位相机在所述第一时间段内拍摄的图像，确定所述移动载体在所述第一时间段内的第一位移；
288.确定模块303，用于确定所述传感设备的类别，所述类别包括第一类别、第二类别；其中，所述第一类别的传感设备为根据每一条所述第二触发信号触发一条检测信号的传感设备，所述第二类别的传感设备为根据每一条所述第二触发信号触发n(n≥2)条检测信号的传感设备；
289.丢帧确定模块304，用于根据所述第一数量、所述第二数量、所述传感设备的类别，确定所述传感设备在所述第一时间段内是否存在丢帧的情况；
290.定位模块305，用于若所述传感设备的触发方式为按照固定时间间隔触发，且确定不存在所述丢帧的情况，则根据所述第一位移、所述第二数量、所述传感设备的类别，以及预先获取的所述移动载体在所述第一时刻的初始定位，确定在生成每个所述第一时间段的数据帧时，所述传感设备的定位。
291.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
292.实施例2
293.图6为本发明实施例提供的一种同步定位系统的硬件结构图。
294.参照图1，同步定位系统包括采集模块1、触发模块2、定位相机3、传感设备一401和传感设备二402、处理模块6。
295.采集模块1作为定位相机3上的一个硬件，部署在定位相机3上。采集模块1具体可以是一个数字信号采集模块1，用于采集触发模块2发送的第一触发信号、第二触发信号，并定时或不定时统计第一触发信号、第二触发信号的数量，同时记录该数量对应的时间戳。
296.采集模块1、触发模块2、定位相机3、传感设备一401和传感设备二402、处理模块6均位于移动载体上。该移动载体5为一种可移动的载体，可以是车辆、无人机、机器人等。移动载体承载采集模块1、触发模块2、定位相机3、传感设备一401和传感设备二402、处理模块6在隧道中行进。
297.传感设备的数量为至少两个。
298.触发模块2按照既定的发送方式向定位相机3发送第一触发信号，向至少两个传感设备均发送第二触发信号。第一触发信号和第二触发信号的实质均为电信号。触发模块2被设置为按照固定时间间隔向定位相机3发送第一触发信号，触发模块2被设置为按照固定距离间隔向传感设备发送第二触发信号，或，按照固定时间间隔向传感设备发送第二触发信号。具体采用何种间隔方式发送第二触发信号，由传感设备的种类或设置决定。
299.例如，若传感设备为激光雷达、地质雷达类的，一般触发方式为距离触发，若传感设备为相机，则一般触发方式为时间触发。
300.通常，相邻两个第一触发信号之间间隔的时间远远大于相邻两个第二触发信号之间间隔的时间。
301.图7为本发明实施例提供的一种同步定位系统的信息交互图。
302.在图7中，触发模块2向定位相机3发送第一触发信号，向传感设备一401和传感设备二402分别发送第二触发信号；采集模块1采集第一触发信号、第二触发信号；定位相机3在接收到第一触发信号后，触发拍照，并将拍照所得图像发送至处理模块6；传感设备一401和传感设备二402在接收到第二触发信号后，分别触发检测信号，并分别将测量结果发送至处理模块6。处理模块6接收定位相机3、传感设备一401和传感设备二402发送的图像数据、检测数据，并对图像数据、检测数据进行处理，对各传感设备的检测数据的定位进行同步等。
303.传感设备一401、传感设备二402在接收到第二触发信号时，触发向检测对象发射检测信号的操作，该检测信号可以是激光信号、电磁波等。在隧道中，检测对象一般为隧道侧壁、隧道顶弧、隧道地面等。
304.定位相机3在接收到第一触发信号时，触发拍照操作。定位相机3按照固定时间间隔拍摄照片，得到具有匹配特征点的多张图像。
305.处理模块6接收定位相机3拍摄的图像，根据相邻两张图像上的匹配特征点进行图像融合，并利用像素坐标系和世界坐标系之间的标定关系，确定定位相机3从拍摄上一张图像到拍摄下一张图像，即相邻两张图像，定位相机3所移动的实际位移。
306.定位相机3拍摄图像的时间戳与定位相机3接收第一触发信号的时间戳对应，则定位相机3从拍摄上一张图像到拍摄下一张图像所对应的实际位移，与定位相机3上一次接收
第一触发信号到下一次接收第一触发信号(即相邻两次接收第一触发信号)之间的实际位移，是相等的。
307.可以统计在相邻两次接收到第一触发信号之间，采集模块1共采集了多少数量的第二触发信号，则可以确定传感设备共生成了同样数量的检测数据。将相邻两次接收第一触发信号之间的实际位移摊分到该段时间内的每个检测数据上，则可以确定该段时间内生成每个检测数据所对应的位移。位移确定后，根据移动载体的初始定位，则可以确定生成的检测数据所对应的定位。
308.在该系统中，增加了采集模块1，并将采集模块1部署在定位相机3上，采集到的触发信号的数量和时间戳均是以定位相机3的时钟信号为准，而定位相机3拍摄的图像可以确定传感设备的位移量，位移量、触发信号的数量和时间戳，三者可以确定检测数据的定位，且均是以定位相机3的时钟信号为准。因此，该系统可以不同的传感设备输出的检测数据进行定位上的同步。
309.可选地，所述处理模块6用于根据所述定位相机3拍摄的图像，确定所述移动载体在目标时间段移动的位移；所述处理模块6还用于根据所述采集时间戳，确定每个所述传感设备在所述目标时间段输出的目标检测数据，并根据所述位移，确定所述目标检测数据对应的定位。
310.在本发明实施例中，处理模块6可以根据定位相机3拍摄的图像、传感设备的检测数据，并根据所述图像、所述信号采集数量和所述采集时间戳，同步所述至少两个传感设备生成的检测数据所对应的定位。具体地，根据定位相机3拍摄的图像确定传感设备在相邻两个第一触发信号之间的位移；根据采集时间戳，确定传感设备在相邻两个第一触发信号之间接收到的第二触发信号的数量，以及根据检测数据的时间戳，确定相邻两个第一触发信号之间所生成的目标检测数据。这样，将相邻两个第一触发信号之间传感设备的位移，除以所生成的目标检测数据的数量，可以得到传感设备每生成一个检测数据，传感设备的位移。同时通过传感设备的初始定位，即移动载体的初始定位，可以得到传感设备每生成一个检测数据，传感设备的定位，即移动载体的定位。
311.对于多个传感设备，每一个传感设备均执行上述方法，即可使多个传感设备的定位均以定位相机3上的计时标准进行计算。这样，就将不同的传感设备在同一时刻的定位统一在了定位相机3的计时标准下，即实现了将不同的传感设备在同一时刻的定位进行同步。
312.可选地，所述定位相机3安装固定于所述移动载体的底部，当所述移动载体在轨道上行进时，所述定位相机3用于拍摄轨道的道床。
313.轨道的道床为连续性的拍摄对象，拍摄轨道的道床得到的图像也容易具有多个匹配特征点，这样，更方便计算相邻两张图像之间的位移。因此，可以将定位相机3安装在移动载体底部，以对轨道的道床进行拍摄。
314.可选地，所述触发模块2包括中控单元和编码器，所述中控单元固定于移动载体内部，所述编码器与所述移动载体的从动轮通过转接环连接。
315.中控单元即为中央控制单元，是指对声、光、电等各种设备进行集中管理和控制的设备。中控单元可以安装固定在移动载体的内部空间。
316.编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。编码器安装在移动载体的从动轮上，可以测量车轮的转数，从而计算移动载体的位移。
317.图8为本发明实施例提供的一种同步定位系统的示意图。
318.在图8中，同步定位系统包括采集模块1、触发模块2、定位相机3、二维相机41、激光雷达42、地质雷达43、三维相机44、移动载体5、处理模块6。还可以包括闪光灯7。
319.触发模块2包括中控单元21和编码器22，中控单元21固定在移动载体5的内部空间，编码器22安装在移动载体5的从动轮上。
320.采集模块1部署在定位相机3上。定位相机3安装固定于移动载体5的底部。
321.可选地，所述中控单元21用于向所述定位相机3按照固定时间间隔发送所述第一触发信号，向其中一个所述传感设备按照固定时间间隔发送所述第二触发信号；所述编码器22用于向其中一个所述传感设备按照固定距离间隔发送所述第二触发信号。
322.在本发明实施例中，定位相机3的触发方式为时间触发，即每隔固定时间间隔接收到第一触发信号，触发拍照；传感设备的触发方式可以有时间触发的，也可以有距离触发的。若是时间触发，则中控单元21向其发射第二触发信号，若是距离触发，则编码器22向其发射第二触发信号。
323.可选地，所述传感设备包括图像传感器、激光雷达、地质雷达中的至少两种。
324.图像传感器可以为二维相机41和/或三维相机44。如图8所示，二维相机41可以为多个摄像头分别朝向不同方向的相机阵列，用于全方位、大范围采集隧道衬砌表面影像。三维相机44安装于移动载体5的下方，可以通过双目摄像头或激光原理合成隧道地面的三维轮廓尺寸及部件的体积尺寸，从而得到隧道地面的精确三维图像。
325.激光雷达42，是以发射激光束检测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其向隧道顶弧发射检测信号(激光束)，然后将接收到的从隧道顶弧反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后，可获得隧道顶弧的距离、高度、轮廓、形状等参数。
326.地质雷达43，是利用高频电磁波技术检测隧道侧壁的电子设备。发射机通过发射天线发射高频脉冲电磁波讯号，当讯号遇到隧道侧壁时，高频电磁波穿透隧道侧壁的岩层，产生一个反射讯号。直达讯号和反射讯号通过接收天线输入到接收机，根据反射讯号到达滞后时间及平均反射波速，可以检测到隧道壁中的空洞、裂缝等病害信息，并得到距离数据。
327.可选地，所述传感设备用于在接收到所述第二触发信号后，向检测对象发射检测信号，并接收由检测信号反馈得到的反馈信号，并根据所述反馈信号生成检测数据。
328.在本发明实施例中，二维相机、激光雷达、地质雷达、三维相机等传感设备在接收到第二触发信号后，分别向待检测的隧道侧壁、隧道顶弧、隧道地面等区域发射检测信号，并接收由检测信号反馈得到的反馈信号，并根据反馈信号生成检测数据。
329.可选地，所述触发模块2、所述传感设备、所述定位相机3均包括电信号输出接口，所述定位相机3的电信号输出接口用于输出图像数据，所述传感设备的电信号输出接口用于输出检测数据。
330.在本发明实施例中，触发模块2的电信号输出接口用于输出第一触发信号或第二触发信号。传感设备的敏感元件直接感受被测量，输出与被测量有关的物理量模拟信号。传感设备的电信号输出接口用于把敏感元件输出的物理量模拟信号转换为电信号，并输出给处理模块6。定位相机3的光敏元件输出图像数据，定位相机3的电信号输出接口用于把图像数据转换为电信号。
331.可选地，所述处理模块6包括多个电信号输入接口，所述电信号输入接口分别用于接收所述图像数据和所述检测数据，以及接收所述采集模块1发送的所述信号采集数量和所述采集时间戳。
332.在本发明实施例中，处理模块6的多个电信号输入接口，分别用于接入传感设备发送的电信号、定位相机3发送的电信号，并分别将这些电信号转换为图像数据和物理量模拟数据，即检测数据，以对这些数据进行处理。处理模块6为了对检测数据进行同步定位，还接收采集模块1发送的信号采集数量和采集时间戳。
333.综上，在本发明实施例中，所述同步定位系统包括：采集模块、触发模块、定位相机、至少两个传感设备、处理模块，所述采集模块部署在定位相机上，所述定位相机、触发模块和所述传感设备均位于同一个移动载体上；所述触发模块用于向所述定位相机发送第一触发信号、向所述传感设备发送第二触发信号；所述定位相机用于根据所述第一触发信号触发拍照；所述传感设备用于根据所述第二触发信号触发检测信号；所述采集模块用于采集所述第一触发信号和所述第二触发信号，并记录信号采集数量和采集时间戳；所述处理模块用于接收所述定位相机拍摄的图像、所述传感设备的检测数据，并根据所述图像、所述信号采集数量和所述采集时间戳，同步所述至少两个传感设备输出的检测数据所对应的定位。该系统增加了采集模块，并将采集模块部署在定位相机上，采集模块采集到的触发信号的数量和时间戳均是以定位相机的时钟信号为准，而定位相机拍摄的图像可以确定传感设备的位移量，位移量、触发信号的数量和时间戳，三者可以确定检测数据的定位，且均是以定位相机的时钟信号为准。因此，该系统可以将不同的传感设备输出的检测数据进行定位上的同步。
334.二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。
335.本发明上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，eisa)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
336.通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
337.存储器可以包括随机存取存储器(random access memory，ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
338.上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
339.本发明可应用计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一一种适用于隧道内定位故障点的方法的步骤。
340.本发明还可应用于一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使
得计算机执行上述实施例中任一一种适用于隧道内定位故障点的方法。
341.三、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。
342.在实际应用中，假设移动载体为匀速运动，上一次采集到的第一触发信号对应的第一时刻为十二点整，本次采集到的第二触发信号对应的时刻为十二点一分四十秒，则该第一时间段为100秒，移动载体在第一时间段内的移动距离为1000米，则该第一位移为1000米，传感设备在所述第一时间段内存储的数据帧的第二数量为2500帧，该传感设备的类别为根据每一条所述第二触发信号触发一条检测信号的传感设备，且该移动载体在第一时刻的初始定位为距离隧道入口3000米位置，则计算得到每个存储的数据帧表示0.4米，即表示每一帧该移动载体向前运动0.4米，该移动载体的定位为每获取一个数据帧，定位数据累加0.4米，即若该移动载体在第一时刻后运动了10个数据帧，则该移动载体的定位为3000+10*0.4＝3004米，即该移动载体在第一时刻后10个数据帧的定位为距离隧道入口3004米位置。应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、cd或dvd-rom的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
343.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其他实施方案。本技术旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
344.应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。