地鐵隧道形變檢測的數(shù)字圖像處理技術應用.pdf

1、隨著我國城市軌道交通建設的不斷發(fā)展，地鐵隧道安全成為社會廣泛關注的問題。地鐵運營階段因時間跨度大、影響因素復雜、一旦隧道發(fā)生變形，有可能會影響到地鐵安全運營，留下安全隱患。為了能夠對地鐵隧道的安全狀況進行實時監(jiān)測，并根據(jù)地鐵隧道變形的漸變性和長期性，本文研究建立立體影像傳感器網絡，實時采集地鐵隧道的圖像數(shù)據(jù)，并利用數(shù)字圖像處理技術進行分析處理。通過對處理數(shù)據(jù)進行時間及空間的融合，實現(xiàn)隧道變形的網絡發(fā)布并建立隧道變形預警機制。本文基于大量

2、理論和實驗基礎，并結合上海科委資助項目：“地鐵隧道變形自動監(jiān)測系統(tǒng)研究”課題，對設計地鐵隧道變形自動監(jiān)測系統(tǒng)進行了初步研究分析。 本文首先討論研究了系統(tǒng)整體框架的設計，分析了該監(jiān)測系統(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。針對所采集的數(shù)據(jù)，利用數(shù)字圖像處理中的預處理技術，對模擬隧道圖像數(shù)據(jù)進行預處理以提高圖像質量。本論文通過大量的實驗和仿真分析，研究了幾種不同的處理算法及其效果，根據(jù)隧道內的實際環(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，提高圖像質量。再利用包括閾值分割，形態(tài)學等圖像處理技術，有效提取并識別圖像上的有用部分，并利用最小二乘法的數(shù)學理論，擬合出圖像上目標物體的精確位置。通過對比不同時刻處理得到的目標物體位置，比較其位移量，從而計算出隧道的相對變形量，傳輸給站級上位機。本論文最后討論了系統(tǒng)的串口通信模式，設計系統(tǒng)通訊協(xié)議，并進行軟硬件的初步設計。 由于該監(jiān)測系統(tǒng)需要較高的精度，本文從理論上分析了幾