CN108593654A - 隧道图像采集系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种隧道图像采集系统及方法，涉及隧道检测技术领域，该系统包括检测车、控制单元、以及分别与控制单元连接的图像采集装置和轮廓扫描传感器；图像采集装置和轮廓扫描传感器均设置在检测车的尾部，且处于前后临近的两个隧道断面位置；图像采集装置包括多台相机；轮廓扫描传感器采集隧道断面轮廓的尺寸数据，并发送至控制单元；控制单元根据接收的尺寸数据，同步控制各台相机的启停。由于根据隧道断面轮廓的尺寸变化可以判断是否进入隧道正线区间，因此通过轮廓扫描传感器可以确定进出隧道的时间，从而可以实现各台相机启停的同步控制，即实现了多目相机的图像自动同步采集功能，从而提高了后续图像检测结果的可靠性和准确度。

Description

隧道图像采集系统及方法

技术领域

本发明涉及隧道检测技术领域，尤其是涉及一种隧道图像采集系统及方法。

背景技术

随着国内地铁路线的快速发展，早期建设的地铁隧道基础设施已经进入养护维修期，而新建成的地铁隧道，也会诱发洞体形变并出现裂缝，影响隧道的正常使用，威胁行车安全。如果对地铁隧道洞体出现的裂缝不及时预警，会使隧道基础设施进一步遭到破坏，一旦发生事故，会给生命财产带来巨大损失。并且隧道内的表面裂缝可发展成具有破坏性的贯穿裂缝和深层裂缝，破坏结构的整体性，从而带来无法估量的危险。所以进行定期的裂缝检测，并观察重点裂缝的变化变得尤其重要。

目前，我国隧道裂缝检测主要依靠人工检测来实现，技术人员在隧道内缓慢移动，用肉眼观察裂缝，利用卡尺级裂缝宽度测量仪进行测量，凭借人工经验判断裂缝的危害性，效率低下，而且检测结果不客观，人的主观因素影响较大。一般安排在晚上线路无运营时进行，为保证次日线路正常运营，预留维修天窗时间一般不超过三个小时，因此该方法对检测时效性要求较高，人的安全性无法得到保障。这种以人工为主的检测方式工作效率低、占用线路时间长，无法满足现代城市轨道交通检测的需求。

基于机器视觉的裂缝检测已取得了一定的研究成果。一般采用工业相机以及配套光源对隧道断面进行连续拍摄，根据拍摄的图像进行裂缝检测。为了覆盖完整的隧道断面，通常使用多台工业相机同时拍摄。然而现有技术中无法保证多目相机同步采集隧道图像，各台相机采集的图像会存在时间延迟问题，这样容易造成数据的丢失，影响后续图像检测结果的可靠性和准确度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种隧道图像采集系统及方法，以实现多目相机的图像自动同步采集功能，从而提高后续图像检测结果的可靠性和准确度。

第一方面，本发明实施例提供了一种隧道图像采集系统，包括检测车、控制单元、以及分别与所述控制单元连接的图像采集装置和轮廓扫描传感器；所述图像采集装置和所述轮廓扫描传感器均设置在所述检测车的尾部，且所述图像采集装置和所述轮廓扫描传感器处于前后临近的隧道断面位置；

所述图像采集装置包括多台相机，所述图像采集装置用于通过多台所述相机采集隧道断面图像；

所述轮廓扫描传感器用于采集隧道断面轮廓的尺寸数据，并发送至所述控制单元；所述控制单元用于根据接收的所述尺寸数据，同步控制各台所述相机的启停。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述相机包括高速线阵相机；所述轮廓扫描传感器包括两个相对水平设置的激光二维扫描传感器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述控制单元包括主服务器以及分别与多台所述相机一一对应的多个工控机，每台所述相机均配置有图像采集卡；所述主服务器分别与多个所述工控机连接，每台所述相机通过配置的所述图像采集卡与对应的工控机连接；

所述尺寸数据包括隧道的站台矩形轮廓尺寸和隧道的正线区间轮廓尺寸；所述主服务器用于当接收的所述尺寸数据由所述站台矩形轮廓尺寸变为所述正线区间轮廓尺寸时，控制各个所述工控机生成第一触发信号并发送至对应的图像采集卡，以使各个所述图像采集卡同步驱动各台所述相机的启动；当接收的所述尺寸数据由所述正线区间轮廓尺寸变为所述站台矩形轮廓尺寸时，控制各个所述工控机生成第二触发信号并发送至对应的图像采集卡，以使各个所述图像采集卡同步驱动各台所述相机的停止。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述图像采集装置还包括留有封闭端盖的密封壳体和用于为多台所述相机提供照明光的多只光源；多台所述相机和多只所述光源分别通过连接件安装在所述密封壳体内；所述密封壳体上设置有透光区域，所述透光区域与各台所述相机镜头以及各只所述光源镜头对应。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述连接件包括可调支架；所述隧道图像采集系统还包括与所述可调支架连接的操纵杆。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述相机为10台，所述光源为5只；

10台所述相机和5只所述光源分别均匀分布在所述检测车尾部的设定角度范围内，且每只所述光源设置在两台所述相机之间。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述透光区域的材质为玻璃。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述密封壳体在垂直于所述检测车行进方向的截面为马蹄形结构。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述检测车的车轮上安装有轮轴计数器，所述轮轴计数器与所述控制单元连接；

所述控制单元还用于接收所述轮轴计数器发送的计数值，根据所述计数值确定所述检测车的当前车速，并根据所述当前车速控制各台所述相机的采样频率。

第二方面，本发明实施例还提供一种隧道图像采集方法，所述方法应用在如第一方面或其任一种可能的实施方式所述的隧道图像采集系统上；所述方法包括：

通过所述轮廓扫描传感器采集隧道断面轮廓的尺寸数据；

根据所述尺寸数据，同步控制所述图像采集装置中各台所述相机的启停。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例中，隧道图像采集系统包括检测车、控制单元、以及分别与控制单元连接的图像采集装置和轮廓扫描传感器；图像采集装置和轮廓扫描传感器均设置在检测车的尾部，且图像采集装置和轮廓扫描传感器处于前后临近的隧道断面位置；图像采集装置包括多台相机，图像采集装置用于通过多台相机采集隧道断面图像；轮廓扫描传感器用于采集隧道断面轮廓的尺寸数据，并发送至控制单元；控制单元用于根据接收的尺寸数据，同步控制各台相机的启停。由于根据隧道断面轮廓的尺寸变化可以判断是否进入隧道，因此本发明实施例提供的隧道图像采集系统及方法，通过轮廓扫描传感器可以确定进出隧道的时间，从而可以实现各台相机启停的同步控制，即实现了多目相机的图像自动同步采集功能，从而提高了后续图像检测结果的可靠性和准确度。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种隧道图像采集系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种隧道图像采集系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种隧道的正线区间与站台轮廓的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种图像采集装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种隧道图像采集方法的流程示意图。

图标：

10-检测车；201-主服务器；202-工控机；203-图像采集卡；30-图像采集装置；301-相机；302-密封壳体；303-光源；40-轮廓扫描传感器；401-激光二维扫描传感器；50-轮轴计数器；60-供电装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在基于多目相机的隧道裂缝检测中，现有技术中无法保证多目相机同步采集隧道图像，各台相机采集的图像会存在时间延迟问题，这样容易造成数据的丢失，影响后续图像检测结果的可靠性和准确度。现有图像采集技术，一般基于人工触发采集图像，对隧道图像采集系统进入隧道正线区间的时间点难以有效的实时判断。基于此，本发明实施例提供的一种隧道图像采集系统及方法，可以自动判断隧道图像采集系统进入隧道正线区间的时刻，触发多个相机进行同步采集，从而提高后续图像检测结果的可靠性和准确度。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种隧道图像采集系统进行详细介绍。

实施例一：

图1为本发明实施例提供的一种隧道图像采集系统的结构示意图，该隧道图像采集系统不仅适用于铁路隧道的表面图像采集，也适用于其他隧道表面图像的采集。如图1所示，该隧道图像采集系统包括检测车10、控制单元、以及分别与控制单元连接的图像采集装置30和轮廓扫描传感器40。图像采集装置30和轮廓扫描传感器40均设置在检测车10的尾部，且图像采集装置30和轮廓扫描传感器40处于前后临近的隧道断面位置；图像采集装置30包括多台相机301，图像采集装置30用于通过多台相机301采集隧道断面图像；轮廓扫描传感器40用于采集隧道断面轮廓的尺寸数据，并发送至控制单元；控制单元用于根据接收的尺寸数据的变化情况，同步控制各台相机301的启停。

具体地，图像采集装置30紧贴检测车10的尾部端面，轮廓扫描传感器40设置在检测车10的尾部的与图像采集装置30相邻的隧道断面位置(优选地突出图像采集装置30)，以避免轮廓扫描传感器40的扫描范围被图像采集装置30遮挡。相机301包括高速线阵相机；轮廓扫描传感器40包括两个相对水平设置的激光二维扫描传感器。采用两个激光二维扫描传感器拼接成360°的检测范围，就可以实现隧道断面轮廓的测量。多台线阵相机301分布在以隧道中心为圆心的近似同心圆上，每台相机301采集对应视场范围的图像，相邻相机301采集的图像具有重叠区域，保证覆盖完整的隧道断面，采集完整的隧道表面图像。

图2为本发明实施例提供的另一种隧道图像采集系统的结构示意图，如图2所示，轮廓扫描传感器40为激光二维扫描传感器401，上述控制单元包括主服务器201以及分别与多台相机301一一对应的多个工控机202，每台相机301均配置有图像采集卡203；主服务器201分别与多个工控机202连接，每台相机301通过配置的图像采集卡203与对应的工控机202连接。

在一些可能的实施例中，上述尺寸数据包括隧道的站台矩形轮廓尺寸和隧道的正线区间轮廓尺寸。主服务器201用于当接收的尺寸数据由站台矩形轮廓尺寸变为正线区间轮廓尺寸时，控制各个工控机202生成第一触发信号并发送至对应的图像采集卡203，以使各个图像采集卡203同步驱动各台相机301的启动；当接收的尺寸数据由该正线区间轮廓尺寸变为该站台矩形轮廓尺寸时，控制各个工控机202生成第二触发信号并发送至对应的图像采集卡203，以使各个图像采集卡203同步驱动各台相机301的停止。

隧道的正线区间轮廓尺寸一般都明显小于站台的矩形轮廓尺寸，尺寸的最大差值至少在1米以上。图3为本发明实施例提供的一种隧道的正线区间与站台轮廓的示意图，区段1和区段3表示隧道的正线区间，区段2和区段4表示隧道的站台。在对隧道正线区间和站台的变化进行区分时，可以仅考虑隧道断面在宽度或高度一个方向上的尺寸，也可以同时考虑隧道断面在宽度和高度两个方向上的尺寸。以仅考虑宽度为例，如图3所示，若在S_i2或S_i4处隧道断面的宽度由6.5米变为5.2米(此处及下述的具体数值仅为示例)，则确定该隧道图像采集系统正由站台进入隧道的正线区间，此时应控制各台相机301同步启动；若在S_i1或S_i3处隧道断面的宽度由5.2米变为6.5米，则确定该隧道图像采集系统正出隧道的正线区间进入站台，此时应控制各台相机301同步停止。

主服务器201还可以具有图像采集分析和裂缝检测功能；每个工控机202可以配置高速图像采集卡203连接驱动相机301，实现高速图像采集。该隧道图像采集系统还可以对相机成像效果进行调整，调整相机采样频率、曝光时间、增益值、对比度、每幅图像的大小等参数。相机301每采集一行数据后，该隧道图像采集系统进行缓存，当采集的行数达到设置的参数值时，完成一幅图像的采集，存储到主服务器201的存储磁盘上，并记录图像的位置信息。其中，图像的位置信息可以通过定位装置获取，这里对具体的定位装置不做限定。

上述隧道图像采集系统的工作原理如下：利用多台(下面以10台为例)相机301采集隧道(如地铁隧道)表面图像时，组成了完整的隧道断面图像，图像采集装置30与检测车10的车体沿着轨道快速运动时，在运行到站台矩形轮廓断面时，不进行图像采集；当进入隧道正线区间时，同步触发10台相机301同时进行图像采集；当车体行驶出正线区间时，停止采集。

具体地，将两个激光二维扫描传感器401安装于检测车10尾部，处于与图像采集装置30相邻的断面位置，且可以突出图像采集装置30，以保证采集过程不干涉；激光二维扫描传感器401垂直于隧道表面采集数据，实时测量隧道断面轮廓，通过轮廓尺寸的变化，判断是否进入隧道；当从站台的大尺寸矩形轮廓变为隧道正线的小尺寸轮廓时，工控机202自动生成触发信号，驱动各台相机301同步采集图像的开始与停止。即利用激光二维扫描传感器401智能判断隧道断面变化，自动触发多目相机301同步采集，能够实现高速同步实时采集隧道断面图像。

本发明实施例中，隧道图像采集系统包括检测车、控制单元、以及分别与控制单元连接的图像采集装置和轮廓扫描传感器；图像采集装置和轮廓扫描传感器均设置在检测车的尾部，且图像采集装置和轮廓扫描传感器处于前后临近的隧道断面位置；图像采集装置包括多台相机，图像采集装置用于通过多台相机采集隧道断面图像；轮廓扫描传感器用于采集隧道断面轮廓的尺寸数据，并发送至控制单元；控制单元用于根据接收的尺寸数据，同步控制各台相机的启停。由于根据隧道断面轮廓的尺寸变化可以判断是否进入隧道，因此本发明实施例提供的隧道图像采集系统，通过轮廓扫描传感器可以确定进出隧道的时间，从而可以实现各台相机启停的同步控制，即实现了多目相机的图像自动同步采集功能，从而提高了后续图像检测结果的可靠性和准确度。

图4为本发明实施例提供的一种图像采集装置的结构示意图。考虑到图像采集装置30裸露在外，没有密封，容易损坏，设备运营维护成本高，如图4所示，图像采集装置30还包括留有封闭端盖的密封壳体302和用于为多台相机301提供照明光的多只光源303，另外还可以包括cameralink总线；多台相机301和多只光源303分别通过连接件安装在密封壳体302内；密封壳体302上设置有透光区域，透光区域与各台相机301镜头以及各只光源303镜头对应。该图像采集装置30整体封闭，防水防尘，易于后期维护。

具体地，相机301与光源303安装于检测车10的车体尾部，其整体的密封壳体302紧贴车体安装固定。密封壳体302可以为凹槽形状，留有外侧封闭端盖，便于相机301和光源303的安装调试。密封壳体302整体封闭后，在内侧与车体结合面处打孔实现线缆(如cameralink总线)到车厢内的连接。进一步地，上述透光区域的材质可以但不限于为玻璃，例如在线阵相机镜头前和线性激光光源镜头前，进行开窗打孔设计，并安装玻璃进行密封。

大型检测车的后门高度设计范围为170-175厘米，按照175厘米计算，则对应的密封壳体302的中间高度高于175厘米，且呈圆弧形或者近似圆形设计。如图4所示，密封壳体302两侧不超过车体两侧的最大尺寸，超出部分设计为直线形式，沿车体两侧边缘布置，密封壳体302的最下方不超过车体底部的焊缝位置。

上述密封壳体302的形状结构与隧道断面的形状一致，例如对于圆形断面的隧道和马蹄形断面的隧道，密封壳体302在垂直于检测车10行进方向的截面可以为马蹄形结构，即密封壳体302为马蹄形结构；对于矩形断面的隧道，密封壳体302可以为矩形结构。如图4所示，密封壳体302采用马蹄形结构，马蹄形结构的左侧封闭端盖打开，可看到内部相机301和光源303的位置布局；右侧封闭端盖安装后，将相机301和光源303安装在马蹄形内槽中，保证设备密封。马蹄形结构的密封壳体302的厚度由所选择的相机301和光源303的尺寸决定，以确保将内部设备无损坏的安装和密封。

对于由多只光源303构成的照明系统：为保证在高速运动状态下，采集到的隧道裂缝图像仍然清晰可见，光源303可以选择最大功率为50W(瓦)以上且可调节的特制激光光源，该光源工作功率大，光线肉眼可见，与相机301的对准调节简便快捷，可满足该隧道图像采集系统的成像需求。检测车10进入隧道后，打开强光光源303，为线阵相机301拍摄准备照明光。

在一些可能的实施例中，相机301为10台，光源303为5只，10台相机301和5只光源303分别均匀分布在检测车10尾部的设定角度范围内，且每只光源303设置在两台相机301之间。其中，设定角度范围可以根据实际需求设定，例如为270°范围。

如图2所示，上述隧道图像采集系统还包括供电装置60，以虚线示出了供电装置60与各个用电设备之间的连接关系。供电装置60可以利用大型检测车10上的发电机，为整体用电设备(如光源303、工控机202、图像采集卡203、激光二维扫描传感器401等)提供长时间、大功率的供电需求。

考虑到相机301、光源303贴在检测车10尾部，每一个相机301(/和光源303)都需要调节拍摄角度，而相机301、光源303的安装拆卸复杂，耗时耗力，操作流程繁琐，本实施例中，上述相机301、光源303可以通过云台或可调支架设置在密封壳体302，也即上述连接件可以为云台或可调支架。

以连接件为可调支架为例，上述隧道图像采集系统还包括与可调支架连接的操纵杆。用户可以通过操纵杆调整可调支架，从而精密调节相机301的拍摄角度和位置，便于安装更换相机301；以及精密调节光源303的位置和方向，与相机301配合使用。封闭式可调支架采用凹槽型设计，可以通过配置封闭端盖和密封材料，实现整体封闭式结构。

上述图像采集装置30采用整体性设计，具有良好密封、结构紧凑、整体安装拆卸的功能。

考虑到现有技术中车体的运行速度不同时，相机采集的图像分辨率不一致，如图2所示，检测车10的车轮上安装有轮轴计数器50。轮轴计数器50与上述控制单元连接，如图2所示，轮轴计数器50与主服务器201连接。控制单元还用于接收轮轴计数器50发送的计数值，根据该计数值确定检测车10的当前车速，并根据该当前车速控制各台相机301的采样频率。

自动调节采样频率的原理如下：高速线阵相机采用外部触发模式，并确保在不同的速度条件下，其触发相机的脉冲也不同，也就是说使相机能够按照统一的分辨率要求，每隔固定的距离进行行扫描，从而消除因轨道检测车运行速度的不同带来的图像失真。本实施例中，利用轮轴计数器计算运行速度(检测车的当前车速)，并将检测车实时运行时的当前车速，转化为相机对应的实时采样频率，保证所采集图像分辨率的一致性。

利用轮轴计数器检测检测车的运行速度，进而调节相机的实时采样频率，实现了分辨率的统一。在一些可能的实施例中，利用轮轴计数器和信号同步器实现自动调节采样频率功能：在图像采集时，检测车运行速度会发生变化，利用轮轴计数器的外部信号反馈功能，根据不同速度确定线阵相机采样频率，通过数据总线将该采样频率传送到信号同步器，信号同步器将同步信号发送各个相机内部驱动模块，同步触发采集，完成线阵相机一行数据的扫描；线阵相机逐行扫描沿途经过的被测隧道表面，采集到的线图像数据通过cameralink总线接口传送到图像采集卡，并保存在存储磁盘中。

为了获取采集图像的位置信息，上述隧道图像采集系统还包括定位装置，该定位装置分别与轮轴计数器和主服务器连接。轮轴计数器与检测车的轮子二者保持同轴转动，轮轴计数器转动产生脉冲信号，定位装置获取该脉冲信号，计算检测车的运行速度与里程位置，并发送至主服务器。

具体地，通过在车轮安装轮轴计数器获得采样脉冲，然后根据车轮周长以及轮轴计数器单位脉冲对应的角度，可以计算获得检测车行走时的里程信息。

本实施例提供了一种隧道图像采集系统的具体实现方案，如下：选用10台8K线阵相机及配套图像采集卡，相机之间图像重叠区域为0.25米，相机扫描速度为40千米/小时，相机视野为1.55米，镜头焦距为55mm，距离隧道洞体表面1.5米左右，每台相机的数据存储量为434MB/秒；5只定制红色激光光源，光源发射功率为50W，扇形角为110°。

上述隧道图像采集系统的方案具有以下特点：采集速度0-60km/h；采集精度0.2mm/像素；相邻相机采集范围重叠区域达20％。该方案可检测0.2毫米宽度的隧道裂缝。

综上，本发明实施例提供的隧道图像采集系统，利用多个高速线阵相机组成的视觉系统，配合线状强光光源，视野覆盖整个隧道断面，对隧道洞体表面进行高速图像采集；图像采集装置安装于检测车上，实现快速移动式的图像采集；线阵相机利用轮轴计数器进行速度的编码，动态触发线阵相机的采集帧率。因此该隧道图像采集系统具有以下有益效果：1、可以高速采集海量的隧道断面图像，并实现多台相机的图像自动同步采集，通过扫描隧道断面，自动判断该系统是否进入正线区间，同步触发多台相机采集图像，运营维护方便，更加智能化；2、具有整体封闭特点，具有防水、防尘功能，集成度高、自动化水平好，具有较高的稳定性，便于产品化推广，检测车的集成安装；3、图像采集装置内部安装精密可调支架，可对各相机和光源进行位置调整，操作灵活；4、利用速度实时反馈的外触发方法，采集到的图像参数一致，便于后续的操作处理，如基于图像拼接技术，可以为隧道全景建模、隧道裂缝图像自动识别和里程定位数据管理，提供较好的技术支持。

实施例二：

图5为本发明实施例提供的一种隧道图像采集方法的流程示意图，该方法应用在如实施例一的隧道图像采集系统上。如图5所示，该方法包括以下几个步骤：

步骤S502，通过轮廓扫描传感器采集隧道断面轮廓的尺寸数据。

步骤S504，根据上述尺寸数据，同步控制图像采集装置中各台相机的启停。

本发明实施例中，通过轮廓扫描传感器采集隧道断面轮廓的尺寸数据，根据该尺寸数据同步控制图像采集装置中各台相机的启停。由于根据隧道断面轮廓的尺寸变化可以判断是否进入隧道，因此本发明实施例提供的隧道图像采集方法，通过轮廓扫描传感器可以确定进出隧道的时间，从而可以实现各台相机启停的同步控制，即实现了多目相机的图像自动同步采集功能，从而提高了后续图像检测结果的可靠性和准确度。

本发明实施例提供的隧道图像采集方法，与上述实施例提供的隧道图像采集系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

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，上述描述的隧道图像采集方法的具体工作过程，可以参考前述隧道图像采集系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种隧道图像采集系统，其特征在于，包括检测车、控制单元、以及分别与所述控制单元连接的图像采集装置和轮廓扫描传感器；所述图像采集装置和所述轮廓扫描传感器均设置在所述检测车的尾部，且所述图像采集装置和所述轮廓扫描传感器处于前后临近的隧道断面位置；

所述图像采集装置包括多台相机，所述图像采集装置用于通过多台所述相机采集隧道断面图像；

所述轮廓扫描传感器用于采集隧道断面轮廓的尺寸数据，并发送至所述控制单元；所述控制单元用于根据接收的所述尺寸数据，同步控制各台所述相机的启停。

2.根据权利要求1所述的隧道图像采集系统，其特征在于，所述相机包括高速线阵相机；所述轮廓扫描传感器包括两个相对水平设置的激光二维扫描传感器。

3.根据权利要求1所述的隧道图像采集系统，其特征在于，所述控制单元包括主服务器以及分别与多台所述相机一一对应的多个工控机，每台所述相机均配置有图像采集卡；所述主服务器分别与多个所述工控机连接，每台所述相机通过配置的所述图像采集卡与对应的工控机连接；

所述尺寸数据包括隧道的站台矩形轮廓尺寸和隧道的正线区间轮廓尺寸；所述主服务器用于当接收的所述尺寸数据由所述站台矩形轮廓尺寸变为所述正线区间轮廓尺寸时，控制各个所述工控机生成第一触发信号并发送至对应的图像采集卡，以使各个所述图像采集卡同步驱动各台所述相机的启动；当接收的所述尺寸数据由所述正线区间轮廓尺寸变为所述站台矩形轮廓尺寸时，控制各个所述工控机生成第二触发信号并发送至对应的图像采集卡，以使各个所述图像采集卡同步驱动各台所述相机的停止。

4.根据权利要求1所述的隧道图像采集系统，其特征在于，所述图像采集装置还包括留有封闭端盖的密封壳体和用于为多台所述相机提供照明光的多只光源；多台所述相机和多只所述光源分别通过连接件安装在所述密封壳体内；所述密封壳体上设置有透光区域，所述透光区域与各台所述相机镜头以及各只所述光源镜头对应。

5.根据权利要求4所述的隧道图像采集系统，其特征在于，所述连接件包括可调支架；所述隧道图像采集系统还包括与所述可调支架连接的操纵杆。

6.根据权利要求4所述的隧道图像采集系统，其特征在于，所述相机为10台，所述光源为5只；

10台所述相机和5只所述光源分别均匀分布在所述检测车尾部的设定角度范围内，且每只所述光源设置在两台所述相机之间。

7.根据权利要求4所述的隧道图像采集系统，其特征在于，所述透光区域的材质为玻璃。

8.根据权利要求4所述的隧道图像采集系统，其特征在于，所述密封壳体在垂直于所述检测车行进方向的截面为马蹄形结构。

9.根据权利要求1所述的隧道图像采集系统，其特征在于，所述检测车的车轮上安装有轮轴计数器，所述轮轴计数器与所述控制单元连接；

所述控制单元还用于接收所述轮轴计数器发送的计数值，根据所述计数值确定所述检测车的当前车速，并根据所述当前车速控制各台所述相机的采样频率。

10.一种隧道图像采集方法，其特征在于，所述方法应用在如权利要求1至9中任一项所述的隧道图像采集系统上；所述方法包括：

通过所述轮廓扫描传感器采集隧道断面轮廓的尺寸数据；

根据所述尺寸数据，同步控制所述图像采集装置中各台所述相机的启停。