本發(fā)明涉及光譜數(shù)據(jù)處理，更具體地，涉及一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、公路隧道作為交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)安全和運(yùn)營(yíng)狀態(tài)直接關(guān)系到交通運(yùn)輸?shù)捻槙澈凸舶踩?。隨著交通量的增加和隧道使用年限的延長(zhǎng)，隧道結(jié)構(gòu)的老化和損壞問題日益突出，對(duì)隧道進(jìn)行定期檢測(cè)和維護(hù)顯得尤為重要。當(dāng)前，隧道檢測(cè)主要依賴于人工檢查、圖像處理技術(shù)和光譜分析技術(shù)等。其中，光譜分析技術(shù)由于其高精度和可以進(jìn)行巖石內(nèi)部探查的特點(diǎn)，在公路工程用公路隧道檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。

2、光譜分析技術(shù)通過采集和分析物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的光譜數(shù)據(jù)，可以識(shí)別出材料的成分和狀態(tài)。在公路隧道檢測(cè)中，光譜數(shù)據(jù)可以用于檢測(cè)隧道表面的裂縫、腐蝕和其他缺陷。然而在實(shí)際應(yīng)用中，光譜數(shù)據(jù)往往需要進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理操作，以去除噪聲和干擾，從而提取出有用的特征信息，如光譜數(shù)據(jù)中除了包含樣品的特征信號(hào)外，還可能包含來自環(huán)境的背景信號(hào)，如散射光、反射光等，這些背景信號(hào)如果沒有得到適當(dāng)?shù)南?，可能?huì)導(dǎo)致光譜圖上的基線出現(xiàn)斜坡效應(yīng)。所以，一般采用包絡(luò)線去除法以除光譜數(shù)據(jù)中的背景噪聲，但是傳統(tǒng)的公路隧道用光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理方法中，通常只考慮光譜數(shù)據(jù)的形狀特征，而沒有充分考慮不同波段下光譜數(shù)據(jù)與待檢測(cè)物質(zhì)之間的關(guān)系，這樣會(huì)影響后續(xù)的檢測(cè)準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的公路隧道用光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理方法中，通常只考慮光譜數(shù)據(jù)的形狀特征，而沒有充分考慮不同波段下光譜數(shù)據(jù)與待檢測(cè)物質(zhì)之間的關(guān)系，造成影響公路隧道內(nèi)光譜數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)，所采用的技術(shù)方案具體如下：

2、一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

3、光譜數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取隧道內(nèi)的混合光譜數(shù)據(jù)、該隧道內(nèi)不同礦物的標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)；

4、礦物蝕變響應(yīng)程度獲取模塊，用于以標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)的反射率最小值為標(biāo)準(zhǔn)，獲取混合光譜數(shù)據(jù)的各個(gè)波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的礦物蝕變響應(yīng)程度；

5、反射率修正模塊，用于根據(jù)各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的礦物蝕變響應(yīng)程度，獲取各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率修正值；

6、漂移修正程度獲取模塊，用于根據(jù)各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率修正值，獲取任意兩個(gè)相鄰反射率極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)區(qū)間的平均漂移修正程度；

7、上包絡(luò)線獲取模塊，用于根據(jù)任意兩個(gè)相鄰反射率極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)區(qū)間的平均漂移修正程度，獲取混合光譜數(shù)據(jù)的上包絡(luò)線；

8、蝕變檢測(cè)模塊，用于基于所述上包絡(luò)線，對(duì)包絡(luò)線去除結(jié)果后的混合光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行礦物蝕變異常檢測(cè)，獲取隧道中存在缺陷的位置。

9、進(jìn)一步地，所述用于獲取隧道內(nèi)的混合光譜數(shù)據(jù)、該隧道內(nèi)不同礦物的標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)具體為：

10、在公路隧道沿線方向上等距離設(shè)置采樣點(diǎn)，使用光譜儀采集各個(gè)不同位置處的公路隧道內(nèi)礦物的混合光譜數(shù)據(jù)；

11、分析公路隧道內(nèi)的地質(zhì)情況，獲取公路隧道內(nèi)的礦物信息，構(gòu)建隧址區(qū)光譜庫(kù)，獲取隧址區(qū)光譜庫(kù)中對(duì)應(yīng)該公路隧道內(nèi)不同礦物的標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)。

12、進(jìn)一步地，所述以標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)的反射率最小值為標(biāo)準(zhǔn)，獲取隧道內(nèi)不同礦物的各個(gè)波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的礦物蝕變響應(yīng)程度具體為：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)的各礦物的反射率最小值與公路隧道內(nèi)對(duì)應(yīng)該礦物的混合光譜數(shù)據(jù)在各個(gè)波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率的比值，獲取混合光譜數(shù)據(jù)的各個(gè)波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的礦物蝕變響應(yīng)程度。

13、進(jìn)一步地，所述根據(jù)各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的礦物蝕變響應(yīng)程度，獲取各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率修正值具體為：根據(jù)混合光譜數(shù)據(jù)的各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率、礦物蝕變響應(yīng)程度、各個(gè)波段鄰域內(nèi)多個(gè)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的反射率均值，獲取各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率修正值。

14、進(jìn)一步地，各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的礦物蝕變響應(yīng)程度越大、各個(gè)波段鄰域內(nèi)多個(gè)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的反射率均值與各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率的差值越大，對(duì)混合光譜數(shù)據(jù)的各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率的修正越大。

15、進(jìn)一步地，所述根據(jù)各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率修正值，獲取任意兩個(gè)相鄰反射率極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)區(qū)間的平均漂移修正程度具體為：

16、根據(jù)各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率修正值的一階差分的標(biāo)準(zhǔn)差，獲取各個(gè)波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的漂移修正程度；

17、根據(jù)任意兩個(gè)相鄰兩個(gè)反射率極大值點(diǎn)所在波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的漂移修正程度，獲取任意兩個(gè)相鄰反射率極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)區(qū)間的平均漂移修正程度。

18、進(jìn)一步地，所述根據(jù)任意兩個(gè)相鄰反射率極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)區(qū)間的平均漂移修正程度，獲取混合光譜數(shù)據(jù)的上包絡(luò)線具體為：

19、根據(jù)任意兩個(gè)相鄰反射率極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)區(qū)間的平均漂移修正程度、所有波段下兩個(gè)相鄰反射率極大值點(diǎn)的個(gè)數(shù)，獲取所有波段下任意兩個(gè)相鄰反射率極大值點(diǎn)之間的總體平均漂移修正程度；

20、根據(jù)任意兩個(gè)相鄰反射率極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)區(qū)間的平均漂移修正程度與所有波段下任意兩個(gè)極大值點(diǎn)之間的總體平均漂移修正程度大小關(guān)系，獲取混合光譜數(shù)據(jù)的上包絡(luò)線的連接線段。

21、進(jìn)一步地，所述包絡(luò)線去除結(jié)果具體為：根據(jù)混合光譜數(shù)據(jù)在各波長(zhǎng)下的反射率與混合光譜數(shù)據(jù)的上包絡(luò)線值之間的比值，獲取混合光譜數(shù)據(jù)的包絡(luò)線去除結(jié)果。

22、進(jìn)一步地，所述混合光譜數(shù)據(jù)的上包絡(luò)線值具體為：根據(jù)各上包絡(luò)線的連接線段的斜率、混合光譜數(shù)據(jù)在各波長(zhǎng)下的反射率，獲取混合光譜數(shù)據(jù)的上包絡(luò)線值。

23、進(jìn)一步地，所述用于基于所述上包絡(luò)線，對(duì)包絡(luò)線去除結(jié)果后的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行礦物蝕變異常檢測(cè)，獲取隧道中存在缺陷的位置具體為：

24、對(duì)包絡(luò)線去除結(jié)果后的光譜數(shù)據(jù)通過連續(xù)投影算法，進(jìn)行多個(gè)特征波段的特征提?。?/p>

25、通過孤立森林算法對(duì)所提取到的多個(gè)光譜特征數(shù)據(jù)進(jìn)行異常檢測(cè)；

26、預(yù)設(shè)異常得分第一閾值，當(dāng)某一位置處光譜數(shù)據(jù)特征對(duì)應(yīng)異常得分大于等于第一閾值時(shí)，對(duì)應(yīng)位置處的光譜數(shù)據(jù)產(chǎn)生異常；

27、標(biāo)注對(duì)應(yīng)隧道內(nèi)的位置為缺陷位置。

28、本發(fā)明具有如下有益效果：可以確保公路隧道頻譜數(shù)據(jù)預(yù)處理更可靠，避免一些關(guān)鍵信息的丟失，進(jìn)一步提高了后續(xù)公路隧道檢測(cè)的準(zhǔn)確性。本發(fā)明通過深入分析不同位置處光譜數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，檢測(cè)系統(tǒng)能夠識(shí)別出不同波段與待檢測(cè)物質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度，保留蝕變區(qū)域光譜數(shù)據(jù)的信息，有助于更精確地構(gòu)建包絡(luò)線，避免誤將關(guān)鍵缺陷信息作為背景噪聲去除，確保構(gòu)建的包絡(luò)線更加精準(zhǔn)，有效避免了關(guān)鍵缺陷信息的丟失，提高了后續(xù)檢測(cè)的精度；此外，通過分析光譜數(shù)據(jù)與待檢測(cè)物質(zhì)之間的關(guān)系，動(dòng)態(tài)調(diào)整包絡(luò)線去除的參數(shù)，確保包絡(luò)線去除過程的精度和靈活性，這種動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制有助于適應(yīng)不同類型的隧道材料和環(huán)境條件，增強(qiáng)了檢測(cè)系統(tǒng)的魯棒性和適應(yīng)性。

技術(shù)特征：

1.一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述用于獲取隧道內(nèi)的混合光譜數(shù)據(jù)、該隧道內(nèi)不同礦物的標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述以標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)的反射率最小值為標(biāo)準(zhǔn)，獲取隧道內(nèi)不同礦物的各個(gè)波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的礦物蝕變響應(yīng)程度具體為：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)的各礦物的反射率最小值與公路隧道內(nèi)對(duì)應(yīng)該礦物的混合光譜數(shù)據(jù)在各個(gè)波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率的比值，獲取混合光譜數(shù)據(jù)的各個(gè)波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的礦物蝕變響應(yīng)程度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的礦物蝕變響應(yīng)程度，獲取各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率修正值具體為：根據(jù)混合光譜數(shù)據(jù)的各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率、礦物蝕變響應(yīng)程度、各個(gè)波段鄰域內(nèi)多個(gè)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的反射率均值，獲取各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率修正值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的礦物蝕變響應(yīng)程度越大、各個(gè)波段鄰域內(nèi)多個(gè)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的反射率均值與各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率的差值越大，對(duì)混合光譜數(shù)據(jù)的各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率的修正越大。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率修正值，獲取任意兩個(gè)相鄰反射率極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)區(qū)間的平均漂移修正程度具體為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)任意兩個(gè)相鄰反射率極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)區(qū)間的平均漂移修正程度，獲取混合光譜數(shù)據(jù)的上包絡(luò)線具體為：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述包絡(luò)線去除結(jié)果具體為：根據(jù)混合光譜數(shù)據(jù)在各波長(zhǎng)下的反射率與混合光譜數(shù)據(jù)的上包絡(luò)線值之間的比值，獲取混合光譜數(shù)據(jù)的包絡(luò)線去除結(jié)果。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述混合光譜數(shù)據(jù)的上包絡(luò)線值具體為：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述用于基于所述上包絡(luò)線，對(duì)包絡(luò)線去除結(jié)果后的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行礦物蝕變異常檢測(cè)，獲取隧道中存在缺陷的位置具體為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及光譜數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種公路工程用公路隧道檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)首先獲取混合光譜數(shù)據(jù)的各個(gè)波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的礦物蝕變響應(yīng)程度，獲取各個(gè)波段鄰域內(nèi)其他波段對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的反射率修正值，獲取任意兩個(gè)相鄰反射率極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)區(qū)間的平均漂移修正程度，然后進(jìn)一步獲取混合光譜數(shù)據(jù)的上包絡(luò)線，最后對(duì)包絡(luò)線去除結(jié)果后的混合光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行礦物蝕變異常檢測(cè)，獲取隧道中存在缺陷的位置。本發(fā)明可以確保公路隧道頻譜數(shù)據(jù)預(yù)處理更可靠，避免一些關(guān)鍵信息的丟失，進(jìn)一步提高了后續(xù)公路隧道檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：司鵬,張濤,汪強(qiáng),王鵬,劉莉娜,崔冀芳,楊鵬,張學(xué)慧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：洛陽(yáng)市燦業(yè)建設(shè)工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10