(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210918647.7 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 (72)发明人 周鸣亮　黄宏伟　陈佳耀　张东明　 (74)专利代理 机构 北京金蓄专利代理有限公司 11544 专利代理师 洪涛 (51)Int.Cl. G06V 20/10(2022.01) G06V 10/141(2022.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06V 10/82(2022.01)G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 基于机器视觉的岩石隧道工程开挖面围岩 智能分级系统 (57)摘要 本发明具体涉及一种基于机器视觉的岩石 隧道工程开挖面围岩智能分级系统， 该智能分级 系统包括图像采集系统、 照明系统、 输入输出系 统、 数据采集分析软件系统和工控系统； 图像采 集系统用于获取岩体地下工程工作面的图像信 息； 照明系统用于为工作面提供足够光源； 输入 输出系统用于在人机交互过程中执行数值或指 令的输入功能与分析结果的可视化输出； 数据采 集分析软件系统将采集的图像数据和输入参数 进行处理得到工作面关键信息的提取、 识别和量 化分析结果； 工控系统用于岩石隧道工作面特征 信息的高性能图像深度学习计算、 图像存储、 数 据驱动算法计算。 本发明的智能分级系统对于岩 石隧道开挖面围岩信息的快速获取、 提取、 判定 具有重要的意 义。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115393709 A 2022.11.25 CN 115393709 A 1.一种基于机器视觉的岩石隧道工程开挖面围岩智能分级系统， 其特征在于， 包括： 图 像采集系统(1)、 照明系统(2)和操作终端(3)； 所述操作终端(3)包括输入输出系统、 数据采集分析 软件系统和工控系统； 所述图像采集系统(1)用于获取岩体地下工程工作面的图像信息； 所述照明系统(2)用于为工作面 提供足够光源； 所述输入输出系统用于在人机交互过程中执行数值或指令的输入功能与分析结果的 可视化输出； 所述数据采集分析软件系统将采集的图像数据和输入参数进行处理得到工作面关键 信息的提取、 识别和量 化分析结果； 所述工控系统用于岩石隧道工作面特征信息的高性能图像深度学习计算、 图像存储、 数据驱动算法计算。 2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的岩石隧道工程开挖面围岩智能分级系统， 其 特征在于， 还 包括可伸缩支 架(4)、 三角架 底座(5)和工作台(6)； 所述图像采集系统(1)、 照明系统(2)均安装在可伸缩支 架(4)的伸缩端； 所述可伸缩支架(4)的固定端固定在工作台(6)上， 所述操作系统(3)安装在可伸缩支 架(4)的固定端； 所述工作台(6)固定在三角架底座(5)的顶端， 所述三角架底座(5)的底端固定在地面 上。 3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的岩石隧道工程开挖面围岩智能分级系统， 其 特征在于， 还 包括电源， 所述电源安装在工作台(6)的底部 。 4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的岩石隧道工程开挖面围岩智能分级系统， 其 特征在于， 还包括激光测距仪、 温度计、 湿度计和粉尘浓度计， 所述激光测距仪、 温度计、 湿 度计和粉尘浓度计均安装在工作台(6)上。 5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的岩石隧道工程开挖面围岩智能分级系统， 其 特征在于， 所述图像采集系统(1)为面阵相机图像采集系统， 集成面阵数码相机， 进行相机 标定， 获取在不同开挖面的范围、 拍摄视角、 外部光源等条件下的相 机拍摄参数， 通过工控 系统， 控制面阵数码相机的拍摄参数， 获取岩石隧道工作面的高清图像数据。 6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的岩石隧道工程开挖面围岩智能分级系统， 其 特征在于， 所述照明系统(2)通过集 成高亮度的LED灯， 用于照亮施工中岩石隧道的工作面， 以确保获得高质量的图像数据， 通过工控系统控制LED灯的亮度。 7.根据权利要求1所述的基于机器视觉的岩石隧道工程开挖面围岩智能分级系统， 其 特征在于， 所述输入输出系统用于工程师输入工程、 地质等相关参数以及数据与分析结果 的可视化输出， 输入系统采用触摸显示屏的方式连接工控设备， 通过触摸屏用于工程师输 入工程、 地质等相关参数， 进 行相关指 令的操作， 输出系统执行数据处理与存储系统中结果 的显示与导出。 8.根据权利要求7所述的基于机器视觉的岩石隧道工程开挖面围岩智能分级系统， 其 特征在于， 所述输入输出系统主要包括显示屏与USB接口， 所述显示屏用于显示工作面关键 信息的识别和围岩等级等， 所述USB接口将记录的原始数据及分析结果导出， 以用于进一步 处理分析。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115393709 A 29.根据权利要求1所述的基于机器视觉的岩石隧道工程开挖面围岩智能分级系统， 其 特征在于， 所述工控系统是包含高速数据读取存储固态硬盘和内存卡、 高性能GPU和 CPU的 工控机设备。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115393709 A 3