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基於傳統圖像處理的隧道襯砌裂縫檢測技術/地下空間工程關鍵技術叢書

  • 作者：薛丹//王海軍|責編:馬軍平//張大勇
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111812197
  • 出版日期：2026/08/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：180
人民幣：RMB 98 元      售價：元
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內容大鋼
    我國已成為全球公路隧道規模最大、增速最快的國家。在隧道的長期運營過程中，複雜的地質、氣候及人為因素的疊加，容易導致襯砌出現開裂、滲漏、凍害等隱患。隧道襯砌裂縫的早期發現是保障其運營安全、養護成本降低的關鍵，《公路隧道養護技術規範》（JTG H12—2015）已將裂縫列為年度必檢項。本書以「理論—方法—系統—應用」為主線，圍繞隧道襯砌裂縫檢測的關鍵問題，從機器視覺原理到工程落地實現，層層遞進，環環相扣，既豐富了用傳統圖像處理進行裂縫檢測的理論框架，又在實踐中進行了工程測試，為隧道的全生命周期精細化養護提供即時、低成本、產業化的解決方案。本書主要內容包括隧道襯砌裂縫的形態特徵、成因、影響與防治，機器視覺技術基礎，基於傳統圖像處理的大幅面和小幅面隧道襯砌裂縫檢測演算法，長裂縫完整性連接。
    本書適合電腦視覺、智能交通、工程測量、土木工程等領域的從業人員，特別是隧道運維與檢測人員參考，也可作為高等院校相關專業的教材。
作者介紹
薛丹//王海軍|責編:馬軍平//張大勇
目錄
前言
第1章  緒論
  1.1  研究目的
  1.2  研究背景
    1.2.1  隧道襯砌裂縫的形成
    1.2.2  隧道襯砌裂縫的類型
    1.2.3  隧道襯砌裂縫的分佈
  1.3  國內外研究現狀
    1.3.1  搭載圖像採集裝置的隧道襯砌檢測車研製
    1.3.2  基於傳統圖像處理的隧道襯砌病害檢測演算法研究
  1.4  研究意義
  1.5  研究內容
  1.6  本章小結
第2章  隧道襯砌裂縫的形態特徵、成因、影響與防治
  2.1  裂縫的形態分類與圖像特徵
    2.1.1  隧道襯砌結構部位概述
    2.1.2  基於走向的形態分類
    2.1.3  基於尺度與發育程度的形態參數
    2.1.4  基於空間位置的分佈特徵
  2.2  裂縫的成因機制與發展過程
    2.2.1  材料自身缺陷與施工遺患
    2.2.2  結構受力與變形超限
    2.2.3  環境侵蝕與運營損傷
    2.2.4  裂縫的發展過程
  2.3  裂縫對隧道結構安全與服役性能的影響
    2.3.1  結構力學性能的衰減
    2.3.2  耐久性屏障功能的喪失
    2.3.3  運營安全與維護成本的衝擊
  2.4  裂縫的時空演化規律與預警
    2.4.1  裂縫發展的三階段模型
    2.4.2  基於形態的臨界狀態預警指標
  2.5  裂縫的防治策略與修復技術
    2.5.1  裂縫的預防
    2.5.2  裂縫的檢測與評估
    2.5.3  裂縫的修復與加固技術
  2.6  本章小結
第3章  機器視覺技術基礎
  3.1  機器視覺基本原理
    3.1.1  視覺感知與圖像獲取
    3.1.2  數字圖像的基本概念
    3.1.3  機器視覺的關鍵技術
    3.1.4  機器視覺技術相關原理
  3.2  隧道襯砌圖像採集系統設計
    3.2.1  系統架構——相機、鏡頭、光源的選擇
    3.2.2  系統集成——單相機
    3.2.3  系統優化——多相機
  3.3  本章小結
第4章  基於傳統圖像處理的大幅面隧道襯砌裂縫檢測演算法
  4.1  邊緣檢測理論
    4.1.1  亞像素邊緣檢測理論

    4.1.2  圖像尺度空間理論
    4.1.3  高斯多尺度亞像素邊緣檢測理論
  4.2  大幅面隧道襯砌圖像特徵分析
    4.2.1  水平、垂直灰度投影曲線分佈分析
    4.2.2  裂縫、干擾的寬度特徵分析
  4.3  基於投影曲線分佈的動態分區高斯裂縫檢測演算法
    4.3.1  灰度投影法
    4.3.2  動態分區劃分規則
    4.3.3  建立動態分區多尺度高斯模型
    4.3.4  基於扇形模板的斷線連接裂縫提取演算法
    4.3.5  工程應用實驗驗證及分析
  4.4  本章小結
第5章  基於傳統圖像處理的小幅面隧道襯砌裂縫檢測演算法
  5.1  理論
    5.1.1  滲流理論
    5.1.2  極值理論
  5.2  小幅面隧道襯砌圖像特徵分析
    5.2.1  裂縫特徵分析
    5.2.2  干擾特徵分析
    5.2.3  實驗對比分析
  5.3  高斯-滲流裂縫線檢測演算法
    5.3.1  建立高斯-滲流裂縫線檢測模型
    5.3.2  高斯-滲流裂縫線檢測演算法
    5.3.3  斷點高斯裂縫線連接演算法
    5.3.4  工程應用實驗驗證及分析
  5.4  基於極值理論的裂縫檢測演算法
    5.4.1  屋脊特徵提取
    5.4.2  屋脊高度直方圖的裂縫概率模型構建
    5.4.3  基於數學形態學的裂縫連接
    5.4.4  工程應用實驗驗證及分析
  5.5  本章小結
第6章  長裂縫完整性連接
  6.1  理論
    6.1.1  數學形態學理論
    6.1.2  圖論
    6.1.3  特徵點匹配
    6.1.4  拓撲學理論
  6.2  單幅圖像的長裂縫連接演算法
    6.2.1  裂縫線條形態特徵分析
    6.2.2  圖論的形態學原理
    6.2.3  基於圖論的裂縫骨架主幹連接演算法
    6.2.4  工程應用實驗驗證及分析
  6.3  基於特徵點匹配的多幅圖像拼接演算法
    6.3.1  一種擬合光照曲線分佈的圖像預處理演算法
    6.3.2  基於SURF特徵的改進隧道襯砌圖像拼接演算法
    6.3.3  工程應用實驗驗證及分析
  6.4  基於拓撲學的多幅圖像的長裂縫連接演算法
    6.4.1  裂縫重疊和間隙現象分析
    6.4.2  基於RCC的長裂縫連接性特徵點識別演算法
    6.4.3  基於餘弦相似性度量的裂縫配准演算法

    6.4.4  工程應用實驗驗證及分析
  6.5  本章小結
第7章  結論與展望
  7.1  研究結論
    7.1.1  主要研究成果
    7.1.2  主要學術貢獻
  7.2  未來研究方向
參考文獻

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