一种基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法及系统与流程

本发明涉及隧道掘进，尤其涉及一种基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法及系统。

背景技术：

1、隧道掘进是实现长大隧道施工的工厂化作业。然而在软弱围岩地段的掘进中，由于岩性的不均匀性，坍塌灾害是最普遍、出现频率最高的灾害类型。而现有技术中，基本都是采用人工检测的方式来对隧道围岩进行检测，从而进行坍塌风险预警，但是采用人工检测方式不但浪费了人力，而且检测结果也不准确。

2、因此，现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法及系统，旨在解决现有技术采用人工检测的方式来对隧道围岩进行检测，浪费了人力且检测结果也不准确的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供一种基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法，其中，所述方法包括：

4、基于移动的双目视觉相机采集隧道围岩的变形数据，并基于所述变形数据确定所述隧道围岩在预设时间段内的实际累计变形量以及实际变形速度；

5、基于所述实际累计变形量与所述实际变形速度，预估坍塌风险等级，并确定与所述坍塌风险等级所对应的历史坍塌案例信息；

6、基于所述历史坍塌案例信息，确定案例累计变形量与案例变形速度，并基于所述实际累计变形量、所述实际变形速度、所述案例累计变形量与所述案例变形速度，输出坍塌预警信息。

7、在一种实现方式中，所述基于移动的双目视觉相机采集隧道围岩的变形数据，包括：

8、预先间隔预设距离设置所述双目视觉相机，并设置每一个双目视觉相机的固定移动距离；

9、控制每一个双目视觉相机在对应的固定移动距离内移动，并在移动的过程中采集所述隧道围岩的图像数据；

10、将采集到的所述图像数据按照时间顺序进行对比分析，得到所述隧道围岩的变形数据。

11、在一种实现方式中，所述基于所述实际累计变形量与所述实际变形速度，预估坍塌风险等级，包括：

12、将所述实际累计变形量与预设的变形阈值进行比较；

13、若所述实际累计变形量小于所述变形阈值，则将所述实际变形速度输入至预设的风险评估模型中，得到与所述实际变形速度所对应的所述坍塌风险等级，其中，所述风险评估模型是基于样本变形速度与样本风险等级之间的对应关系训练得到的模型。

14、在一种实现方式中，所述基于所述实际累计变形量与所述实际变形速度，预估坍塌风险等级，包括：

15、若所述实际累计变形量大于或等于所述变形阈值，则确定所述坍塌风险等级为一级风险；

16、获取所述一级风险所对应的预警处理方案，并基于所述预警处理方案进行风险预警处理。

17、在一种实现方式中，所述确定与所述坍塌风险等级所对应的历史坍塌案例信息，包括：

18、获取历史数据库，所述历史数据库中存储有若干坍塌案例以及每一个坍塌案例对应的风险等级；

19、将所述坍塌风险等级与所述历史数据库进行匹配，得到所述坍塌风险等级所对应的历史坍塌案例信息。

20、在一种实现方式中，所述基于所述实际累计变形量、所述实际变形速度、所述案例累计变形量与所述案例变形速度，输出坍塌预警信息，包括：

21、将所述实际累计变形量与所述案例累计变形量进行比较；

22、将所述实际变形速度与所述案例变形速度进行比较；

23、若所述实际累计变形量大于或者等于所述案例累计变形量和/或实际变形速度大于或等于所述案例变形速时，获取所述历史坍塌案例信息所对应的历史预警信息，并将所述历史预警信息作为所述坍塌预警信息。

24、在一种实现方式中，所述方法还包括：

25、基于所述实际累计变形量与所述实际变形速度，计算坍塌概率；

26、基于所述坍塌概率，输出所述坍塌预警信息。

27、第二方面，本发明实施例还提供一种基于视觉检测隧道围岩坍塌风险分析系统，其中，所述系统包括：

28、变形分析模块，用于基于移动的双目视觉相机采集隧道围岩的变形数据，并基于所述变形数据确定所述隧道围岩在预设时间段内的实际累计变形量以及实际变形速度；

29、坍塌预估模块，用于基于所述实际累计变形量与所述实际变形速度，预估坍塌风险等级，并确定与所述坍塌风险等级所对应的历史坍塌案例信息；

30、坍塌预警模块，用于基于所述历史坍塌案例信息，确定案例累计变形量与案例变形速度，并基于所述实际累计变形量、所述实际变形速度、所述案例累计变形量与所述案例变形速度，输出坍塌预警信息。

31、第三方面，本发明实施例还提供一种终端设备，其中，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的基于视觉检测隧道围岩坍塌风险分析程序，处理器执行基于视觉检测隧道围岩坍塌风险分析程序时，实现上述方案中任一项的基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法的步骤。

32、第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质上存储有基于视觉检测隧道围岩坍塌风险分析程序，所述基于视觉检测隧道围岩坍塌风险分析程序被处理器执行时，实现上述方案中任一项所述的基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法的步骤。

33、有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法，本发明首先基于移动的双目视觉相机采集隧道围岩的变形数据，并基于所述变形数据确定所述隧道围岩在预设时间段内的实际累计变形量以及实际变形速度。然后，基于所述实际累计变形量与所述实际变形速度，预估坍塌风险等级，并确定与所述坍塌风险等级所对应的历史坍塌案例信息。最后，基于所述历史坍塌案例信息，确定案例累计变形量与案例变形速度，并基于所述实际累计变形量、所述实际变形速度、所述案例累计变形量与所述案例变形速度，输出坍塌预警信息。本发明可摒弃传统的基于人工检测来进行坍塌风险的方式，采用视觉分析的方式来进行坍塌预警，提高了坍塌风险的评估准确性。

技术特征：

1.一种基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法，其特征在于，所述基于移动的双目视觉相机采集隧道围岩的变形数据，包括：

3.根据权利要求1所述的基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法，其特征在于，所述基于所述实际累计变形量与所述实际变形速度，预估坍塌风险等级，包括：

4.根据权利要求3所述的基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法，其特征在于，所述基于所述实际累计变形量与所述实际变形速度，预估坍塌风险等级，包括：

5.根据权利要求1所述的基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法，其特征在于，所述确定与所述坍塌风险等级所对应的历史坍塌案例信息，包括：

6.根据权利要求1所述的基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法，其特征在于，所述基于所述实际累计变形量、所述实际变形速度、所述案例累计变形量与所述案例变形速度，输出坍塌预警信息，包括：

7.根据权利要求1所述的基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种基于视觉检测隧道围岩坍塌风险分析系统，其特征在于，所述系统包括：

9.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的基于视觉检测隧道围岩坍塌风险分析程序，所述处理器执行基于视觉检测隧道围岩坍塌风险分析程序时，实现如权利要求1-7任一项所述的基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有基于视觉检测隧道围岩坍塌风险分析程序，所述基于视觉检测隧道围岩坍塌风险分析程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于视觉检测的隧道围岩坍塌风险分析方法及系统，所述方法包括：基于移动的双目视觉相机采集隧道围岩的变形数据，并基于所述变形数据确定所述隧道围岩在预设时间段内的实际累计变形量以及实际变形速度；基于所述实际累计变形量与所述实际变形速度，预估坍塌风险等级，并确定与所述坍塌风险等级所对应的历史坍塌案例信息；基于所述历史坍塌案例信息，确定案例累计变形量与案例变形速度，并基于所述实际累计变形量、所述实际变形速度、所述案例累计变形量与所述案例变形速度，输出坍塌预警信息。本发明可摒弃传统的基于人工检测来进行坍塌风险的方式，采用视觉分析的方式来进行坍塌预警，提高了坍塌风险的评估准确性。

技术研发人员：邓国栋,胡鹰志,范春生
受保护的技术使用者：深圳市特区铁工建设集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31