前后相机结合的衬砌扫描检测方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机网络安全技术领域，尤其涉及一种基于状态机的自动化渗透测试系统及方法。

背景技术

隧道衬砌病害检测方法分人工检测方法和自动化检测方法两类，其中人工检测方法效率低、劳动强度大，主要在隧道建成前使用，在隧道已运行时由于受天窗时间限制不方便使用。

高清线阵相机为当前主要使用的衬砌病害自动化检测方法，具有测试效率高，精度高的特点。其原理是使用扫描光源照亮隧道衬砌表面，用高清线阵相机进行图像扫描，获取的图像利用计算机处理分析和评价软件等实现对隧道衬砌缺陷参数的分析处理提取和评定危险级别。

一般情况隧道衬砌检测有以下需求：1 检测车行进速度能达到120km/h以上；2 检测系统的缺陷分辨率要求达到0.2mm以上；3 能持续检测。

当前使用高清线阵相机的衬砌检测方法，难以同时满足检测车高速行进、高检测分辨率、可持续的要求。

发明内容

针对使用现有的测量方法检测衬砌图像，无法同时满足高速测试、高精度、可持续的要求，难以实时分析测试数据出测试结果，同时图像数据量大导致图像数据后处理工作量也很大的问题，本发明采用前置相机扫描粗处理结合后置高性能相机补拍照细处理技术，能同时满足高速测试、高精度、可持续的要求，能实时对测量数据进行处理分析，现场出测试结果，减少数据存储和后处理需求。

本发明实施例提供一种前后相机结合的衬砌扫描检测方法，包括以下步骤：

通过检测车前部安装的前置相机对全部隧道面进行连续扫描；

对前置相机扫描得到的前置扫描图像数据进行实时分析，评估出缺陷分数，根据缺陷分数判定是否为疑似病害缺陷；

在判定为疑似病害缺陷时，触发后置相机开始扫描；

对所述后置相机的扫描得到的后置扫描图像数据进行缺陷分析，对病害缺陷进行打分和标注。

在本发明提供的前后相机结合的衬砌扫描检测方法中，还包括：

将所述后置扫描图像数据保存到电脑或压缩后保存到硬盘中。

在本发明提供的前后相机结合的衬砌扫描检测方法中，还包括：保存分析处理后生成的病害缺陷图片供后续提取查询。

在本发明提供的前后相机结合的衬砌扫描检测方法中，所述后置相机安置所述前置相机后方，根据所述后置相机和所述前置相机之间的距离长度和检测车行进速度，计算出疑似病害缺陷的部位到达后置相机的时刻，在所述时刻前触发后置相机扫描；后置相机开始扫描后以位置编码器信号作为持续扫描触发信号，扫描持续的区间长度到达预设时间后结束后置相机扫描。

在本发明提供的前后相机结合的衬砌扫描检测方法中，还包括：如果前置相机持续检测到的疑似病害缺陷数目超过阈值，重新计算所述后置相机扫描的所述预设时间。

根据本发明的另一方面，还提供一种前后相机结合的衬砌扫描检测系统，包括安装在检测车前部的前置相机、后置相机以及控制模块，所述前置相机用于对全部隧道面进行连续扫描；所述控制模块用于对前置相机扫描得到的前置扫描图像数据进行实时分析，评估出缺陷分数，根据缺陷分数判定是否为疑似病害缺陷，在判定为疑似病害缺陷时，触发后置相机开始扫描；还用于对所述后置相机的扫描得到的后置扫描图像数据进行缺陷分析，对病害缺陷进行打分和标注。

在本发明提供的前后相机结合的衬砌扫描检测系统中，所述控制模块还用于将所述后置扫描图像数据保存到电脑或压缩后保存到硬盘中。

在本发明提供的前后相机结合的衬砌扫描检测系统中，所述控制模块还用于保存分析处理后生成的病害缺陷图片供后续提取查询。

在本发明提供的前后相机结合的衬砌扫描检测系统中，所述后置相机安置所述前置相机后方，所述控制模块根据所述后置相机和所述前置相机之间的距离长度和检测车行进速度，计算出疑似病害缺陷的部位到达后置相机的时刻，在所述时刻前触发后置相机扫描；后置相机开始扫描后以位置编码器信号作为持续扫描触发信号，扫描持续的区间长度到达预设时间后结束后置相机扫描。

在本发明提供的前后相机结合的衬砌扫描检测系统中，所述控制模块还用于在前置相机持续检测到的疑似病害缺陷数目超过阈值时，重新计算所述后置相机扫描的所述预设时间。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明提供了一种较低分辨率全覆盖图像扫描结合重点疑似区域部分覆盖高分辨率扫描的衬砌病害图像检测方法，通过检测车前置相机检测预处理判断是否可能有疑似缺陷，根据前置相机实时判定的结果决定是否触发后置高清相机扫描补拍照，拍照后的图片可以实时进行缺陷查询处理。前置相机扫描预处理，预处理结果触发后置相机是否触发扫描和扫描区间长度，该机制能将后置高清高速相机的扫描区间集中到疑似病害缺陷的部位，避免对普通非疑似缺陷部位进行高清扫描，使得后置高清相机不需要持续扫描，只需要对少部分疑似病害区域进行短时扫描。由于不需要持续扫描，后置相机可以利用扫描间隙继续传输采集到的数据清空数据缓存，系统可以在扫描间隙处理分析扫描数据，从而使得测试能持续进行并能及时得到测试结果，后续需要处理的图像数据也大大减少。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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所示是本发明一实施例提供的前后相机结合的衬砌扫描检测的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。

为了解决现有的测量方法检测衬砌图像，无法同时满足高速测试、高精度、可持续的要求，难以实时分析测试数据出测试结果，同时图像数据量大导致图像数据后处理工作量也很大的问题，本发明旨在提供一种前后相机结合的衬砌扫描检测方法，其核心思想是：采用检测车前后相机双置的方案，前相机采用较低分辨率、较低扫描速率的相机持续扫描拍照，由于数据量较低，容易实现持续实时分析，对疑似存在衬砌病害的程度进行打分，该分数用于决策后置高分辨率高速相机是否触发扫描；后置相机的扫描结果更加精细，能获得高清晰的图像，对衬砌病害情况进行精确的定位与测量，但是后置相机扫描的数据量大，只能够短时间达到性能需求，不能长时间持续。通过在测试车前部安装前置相机，行进中进行连续采集，覆盖全部隧道面，实时对测试数据进行处理，判定是否有疑似病害，如有疑似病害则触发后置高清相机拍照。

图1所示是本发明一实施例提供的前后相机结合的衬砌扫描检测方法的流程图，需要说明的是流程图中的步骤逻辑有顺序先后关系，=执行时步骤并行执行，可能有多个步骤同时运行。如图1所示，本发明提供的前后相机结合的衬砌扫描检测方法包括：

步骤S1、通过检测车前部安装的前置相机对全部隧道面进行连续扫描；

具体地，在本发明中，前置相机需要的分辨率和采样速率较低，需要持续扫描，并覆盖全部隧道被检测面，可以选用较低速率和分辨率的线阵相机，使用较少数量的相机全覆盖。由于选用的前置相机分辨率和采样速率一般，该步骤数据量一般，占用系统处理资源少，在高优先级下能保障持续该步骤进行，扫描得到的图像及时保存到硬盘，以防丢失。由于相机性能一般数据流量也不大，该步骤不会出现数据处理和传输瓶颈。

步骤S2、对前置相机扫描得到的前置扫描图像数据进行实时分析，评估出缺陷分数，根据缺陷分数判定是否为疑似病害缺陷；

具体地，在本发明中，需要实时分析评估出缺陷分数，在高优先级下能保障持续进行，缺陷分数作为后续高清高速相机图像扫描的触发依据。缺陷分数标准不能太高，这样容易遗漏轻微故障；也不能太低，太低会增加大量无缺陷的的采集数据，导致数据采集瓶颈。图像分析算法的性能决定了所需处理处理资源，为保障实时性需要使用高性能的简化算法评估缺陷存在可能性。

步骤S3、在判定为疑似病害缺陷时，触发后置相机开始扫描；

具体地，在本发明中，后置相机安置在前置相机后方一定距离处，预先知道该距离长度和检测车行进速度，可以计算出疑似病害缺陷到达相机的时刻，以该时刻提前一定余量为相机开始扫描触发时刻，相机开始扫描后以位置编码器信号作为持续扫描触发信号，扫描持续的区间长度可以设置为固定值，到达固定值后结束相机扫描。相机扫描中如果前置相机持续检测到疑似缺陷超标，将重新计算相机结束扫描的位置，按更新的位置延长扫描区间。如果持续扫描区间过长导致缓存不足，将优先保留疑似缺陷度高的扫描数据，丢弃疑似缺陷度低的扫描步骤或数据。相机扫描触发步骤对系统性能要求不高，可以采用高优先级保障实时性，确保相机能可靠的准时按位置触发扫描动作。

步骤S4、将所述后置扫描图像数据保存到电脑或压缩后保存到硬盘中。

具体地，在本发明中，及时把后置扫描图像数据从相机转移到电脑内存，用于后续的图像处理，同时防止因相机缓存空间溢出而丢失数据。该步骤占用的系统资源大，采用中高优先级，一般持续时间不会太长，持续时间过长时会导致部分数据溢出丢失，合理设置前置相机扫描触发步骤的参数可以避免连续扫描时间过长导致数据溢出的问题。

进一步地，还可以包括图像压缩的步骤，该步骤能大大减少数据占用空间，降低数据保存对存储器件带宽的要求，但同时会极大消耗系统实时处理性能，压缩处理后的图像将从系统缓存转移到到硬盘长期保存。为保障压缩步骤的实时性，系统需使用高性能的多核处理器并行处理图像压缩。

步骤S5、对所述后置相机的扫描得到的后置扫描图像数据进行缺陷分析，对病害缺陷进行打分和标注。

具体地，在本发明中，从内存或硬盘提取图像数据，进行缺陷分析，对疑似病害缺陷进行打分和标注，另行保存分析处理后生成的图片供后续提取查询。该步骤需占用较大系统运算资源，但是实时性要求低，所以设置以低优先级运行，在系统有富于处理资源时执行。

步骤S6、显示前置相机和后置相机的检测图像扫描分析结果。

本发明提供了一种较低分辨率全覆盖图像扫描结合重点疑似区域部分覆盖高分辨率扫描的衬砌病害图像检测方法，通过检测车前置相机检测预处理判断是否可能有疑似缺陷，根据前置相机实时判定的结果决定是否触发后置高清相机扫描补拍照，拍照后的图片可以实时进行缺陷查询处理。前置相机扫描预处理，预处理结果触发后置相机是否触发扫描和扫描区间长度，该机制能将后置高清高速相机的扫描区间集中到疑似病害缺陷的部位，避免对普通非疑似缺陷部位进行高清扫描，使得后置高清相机不需要持续扫描，只需要对少部分疑似病害区域进行短时扫描。由于不需要持续扫描，后置相机可以利用扫描间隙继续传输采集到的数据清空数据缓存，系统可以在扫描间隙处理分析扫描数据，从而使得测试能持续进行并能及时得到测试结果，后续需要处理的图像数据也大大减少。

基于同一发明构思，本发明还公开了一种前后相机结合的衬砌扫描检测系统，包括安装在检测车前部的前置相机、后置相机以及控制模块。前置相机需要的分辨率和采样速率较低，需要持续扫描，并覆盖全部隧道被检测面，可以选用较低速率和分辨率的线阵相机，使用较少数量的相机全覆盖。后置相机需采用高清高速线阵相机全覆盖，且需要相机数量较多。

具体地，所述控制模块用于对前置相机扫描得到的前置扫描图像数据进行实时分析，评估出缺陷分数，根据缺陷分数判定是否为疑似病害缺陷，在判定为疑似病害缺陷时，触发后置相机对疑似病害缺陷的部位开始扫描；将所述后置扫描图像数据保存到电脑或压缩后保存到硬盘中；还用于对所述后置相机的扫描得到的后置扫描图像数据进行缺陷分析，对病害缺陷进行打分和标注；保存分析处理后生成的病害缺陷图片供后续提取查询。

进一步地，所述后置相机安置所述前置相机后方，所述控制模块根据所述后置相机和所述前置相机之间的距离长度和检测车行进速度，计算出疑似病害缺陷的部位到达后置相机的时刻，在所述时刻前触发后置相机扫描；后置相机开始扫描后以位置编码器信号作为持续扫描触发信号，扫描持续的区间长度到达预设时间后结束后置相机扫描；在前置相机持续检测到的疑似病害缺陷数目超过阈值时，重新计算所述后置相机扫描的所述预设时间。

需要指出的是，上文对各种模块的描述中，分割成这些模块，是为了说明清楚。然而，在实际实施中，各种模块的界限可以是模糊的。例如，本文中的任意或所有功能性模块可以共享各种硬件和/或软件元件。又例如，本文中的任何和/或所有功能模块可以由共有的处理器执行软件指令来全部或部分实施。另外，由一个或多个处理器执行的各种软件子模块可以在各种软件模块间共享。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受各种硬件和/或软件元件间强制性界限的限制。

本发明实施例还提供了一种非暂态计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行如上所述的基于状态机的自动化渗透测试的方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read- Only Memory,ROM)＞随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM) ＞快闪存储器(Flash Memory) ＞硬盘(Hard Disk Drive,缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive,SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

本领域技术人员可以理解,实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。

虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。