地鐵隧道形變檢測(cè)的數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用.pdf

1、隨著我國(guó)城市軌道交通建設(shè)的不斷發(fā)展，地鐵隧道安全成為社會(huì)廣泛關(guān)注的問(wèn)題。地鐵運(yùn)營(yíng)階段因時(shí)間跨度大、影響因素復(fù)雜、一旦隧道發(fā)生變形，有可能會(huì)影響到地鐵安全運(yùn)營(yíng)，留下安全隱患。為了能夠?qū)Φ罔F隧道的安全狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)地鐵隧道變形的漸變性和長(zhǎng)期性，本文研究建立立體影像傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)采集地鐵隧道的圖像數(shù)據(jù)，并利用數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行分析處理。通過(guò)對(duì)處理數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間及空間的融合，實(shí)現(xiàn)隧道變形的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布并建立隧道變形預(yù)警機(jī)制。本文基于大量

2、理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，并結(jié)合上海科委資助項(xiàng)目：“地鐵隧道變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究”課題，對(duì)設(shè)計(jì)地鐵隧道變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了初步研究分析。 本文首先討論研究了系統(tǒng)整體框架的設(shè)計(jì)，分析了該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能組成以及硬件選擇，并從理論上研究了圖像采集的方法以及采集流程。針對(duì)所采集的數(shù)據(jù)，利用數(shù)字圖像處理中的預(yù)處理技術(shù)，對(duì)模擬隧道圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理以提高圖像質(zhì)量。本論文通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和仿真分析，研究了幾種不同的處理算法及其效果，根據(jù)隧道內(nèi)的實(shí)際環(huán)境

3、選擇合適的處理方法，能夠有效地消除圖像上的干擾及噪聲，提高圖像質(zhì)量。再利用包括閾值分割，形態(tài)學(xué)等圖像處理技術(shù)，有效提取并識(shí)別圖像上的有用部分，并利用最小二乘法的數(shù)學(xué)理論，擬合出圖像上目標(biāo)物體的精確位置。通過(guò)對(duì)比不同時(shí)刻處理得到的目標(biāo)物體位置，比較其位移量，從而計(jì)算出隧道的相對(duì)變形量，傳輸給站級(jí)上位機(jī)。本論文最后討論了系統(tǒng)的串口通信模式，設(shè)計(jì)系統(tǒng)通訊協(xié)議，并進(jìn)行軟硬件的初步設(shè)計(jì)。 由于該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要較高的精度，本文從理論上分析了幾