基于数字图像技术的隧道衬砌裂缝识别方法研究

唐钱龙，谭园，彭立敏，曹豪荣

(1.中南大学 土木工程学院，湖南 长沙410075；2.江西交通职业技术学院，江西 南昌330013)

随着隧道工程的不断建设和运营，我国已经逐渐从“隧道建设时代”向“隧道养护时代”过渡[1]，隧道的病害问题越来越受到重视。其中裂缝是隧道衬砌最常见也是最严重的病害之一，如果未及时处理，可能会诱发其他病害如渗漏水、混凝土剥落、冻害等，严重时还可能破坏隧道的整体结构安全，因此在工程上需要对隧道衬砌结构进行定期的检测，及时发现裂缝并加以处理。目前我国隧道裂缝检测主要依靠人工判别和记录，该方法效率低，耗时长，且检测结果受人的主观因素影响较大，无法满足现代裂缝检测的需求。近几年来，随着计算机测量技术的迅猛发展，越来越多的工程领域开始使用数字图像处理结合采集设备进行无损检测与测量，公路和桥梁等领域已有学者将此技术应用到了裂缝检测上，随着隧道建设的不断发展，国内外相关学者开始着手研究适用于隧道裂缝的自动化检测系统。韩国、德国、日本已研发出不同型号的隧道检测车，但裂缝识别还要依靠人工参与，还没有成熟可靠的隧道裂缝图像识别系统。目前，基于图像处理的裂缝检测已取得了诸多的研究成果。Premachandra 等[2]针对路面裂缝用中值滤波后采用均匀分块的OTSU 分割法提取裂缝。该算法相对简单，也只适用于简单的裂缝。姒绍辉等[3]提出的基于不规则区域的高斯滤波去噪算法，但对椒盐噪声的滤除效果不理想；……