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现代隧道技术 2025, Vol. 62 Issue (5) :1-12    DOI:
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基于图机器视觉的山岭隧道掌子面节理裂隙检测方法研究进展综述
(1.广西柳梧铁路有限公司,南宁 530025; 2.中南大学土木工程学院,长沙 410075;
3.中铁一局集团第一建设有限公司,西安 710054)
Review of Research Progress on Machine Vision-based Joint and Fracture Detection for Mountain Tunnel Faces
(1. Guangxi Liuwu Railway Co., Ltd, Nanning 530025; 2. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075;
3. China Railway First Group Co., Ltd, First Construction Co., Ltd, Xi′an 710054)
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摘要 图机器视觉技术因其简便、高效的特点,在隧道掌子面节理裂隙检测中具有显著优势。围绕数字图像处理和深度学习两种主流方法,系统综述其研究进展。首先,详细阐述数字图像处理方法在隧道节理裂隙检测中“图像预处理-节理裂隙分割-骨架提取”各环节具体采用的算法,总结其在隧道复杂环境下存在的局限性;其次,分析深度学习方法中常用的分类模型与语义分割模型在该任务中的应用场景;然后,阐释掌子面真实尺寸的计算方式以及节理裂隙产状参数、迹线长度、间距和分组的计算方法;最后,提出未来应以语义分割模型为主干,融合数字图像技术的骨架化计算方法,深化图像三维重建理论研究,提升节理裂隙三维特征的计算效率,提高检测精度,推动图机器视觉技术更好地服务于隧道施工建设。
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陈志新1 肖勇卓2 蔡永昌3 张运波2
关键词图机器视觉   数字图像处理   深度学习   特征参数     
Abstract: Abstract:Machine vision technology has significant advantages in joint and fracture detection on tunnel faces due to its simplicity and efficiency. This paper reviews the research progress of two mainstream methods: digital image processing and deep learning. First, the specific algorithms applied in each stage of the “image preprocessing-joint and fracture segmentation-skeleton extraction” workflow using digital image processing methods are elaborated, and their limitations in complex tunnel environments are summarized. Second, the application scenarios of commonly used classification and semantic segmentation models in deep learning-based methods are analyzed. Then, the calculation method of real joint size on tunnel faces is discussed, together with the computation of joint occurrence parameters, trace length, spacing, and grouping. Finally, future development directions are proposed, including the adoption of semantic segmentation models as the core framework, integration of skeletonization techniques from digital image processing, enhancement of 3D reconstruction theory, and improvement of the efficiency and accuracy of 3D joint feature extraction, so as to better support tunnel construction.
KeywordsMachine vision,   Digital image processing,   Deep learning,   Feature parameters     
基金资助:中铁一局集团有限公司科技项目(柳梧铁路-技术服务-23).
作者简介: 陈志新(1988-),男,高级工程师,主要从事铁路施工管理技术工作,E-mail: 923196908@qq.com.
引用本文:   
陈志新1 肖勇卓2 蔡永昌3 张运波2 .基于图机器视觉的山岭隧道掌子面节理裂隙检测方法研究进展综述[J]  现代隧道技术, 2025,V62(5): 1-12
CHEN Zhixin1 XIAO Yongzhuo2 CAI Yongchang3 ZHANG Yunbo2 .Review of Research Progress on Machine Vision-based Joint and Fracture Detection for Mountain Tunnel Faces[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2025,V62(5): 1-12
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2025/V62/I5/1
 
没有本文参考文献
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