一种混凝土桥梁裂缝检测系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114839192A(43)申请公布日2022.08.02(21)申请号202210446352.4(22)申请日2022.04.26(71)申请人哈尔滨理工大学地址150080黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号(72)发明人张静张昊祺(51)Int.Cl.G01N21/88(2006.01)G06T7/00(2017.01)G06T7/10(2017.01)G06T7/13(2017.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种混凝土桥梁裂缝检测系统(57)摘要本发明公开了一种混凝土桥梁裂缝检测系统，涉及桥梁检测技术领域；包括如下步骤：步骤一：建立采集设备；步骤二：采集图像；步骤三：图像预处理；步骤四：裂缝提取；步骤五：裂缝初判断；步骤六：裂缝图像类型判断；本发明完成对输入图像的预处理，利用不同裂缝图像提取方式，对图像裂纹进行提取，针对桥梁裂缝检测的分割以及边缘检测提出较为优秀的算法，将得到的裂缝图像进行分类，并利用得到的裂缝参数信息进行桥梁裂缝安全性评价，并设计基于MATLAB软件的裂缝图像提取识别系统，旨在为相关检测人员提供清晰明了的裂缝信息，以提高检测工作效率。CN114839192ACN114839192A权利要求书1/1页1.一种混凝土桥梁裂缝检测系统，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：建立采集设备：将采集设备及支架进行组装，组装完成后进行调试；步骤二：采集图像：通过采集设备来进行图像的采集；步骤三：图像预处理：结合FCN网络模型和U‑Net网络模型的优点，提出一种基于深度残差卷积神经网络裂缝图像分割算法，通过设计并加入ResNet101端到端的分割模型，将下采样过程中提取的不同尺度特征与上采样恢复的特征图像进行拼接和集成，从而达到增强裂纹边缘细节的分割效果；步骤四：裂缝提取：根据预处理得到的灰度图像进行裂缝提取，在预处理得到的灰度图像中，每一列或每一行灰度值中，裂缝中心的灰度值最小，根据裂纹排列区域中存在的最小灰度值对裂纹进行表征，由此实现CCPM法裂纹边缘检测；步骤五：裂缝初判断：利用投影法对裂缝进行初判断，大致将裂缝图像分为横向、纵向以及网状裂纹，利用细化算法对裂缝进行骨架提取，并由此根据像素个数计算裂缝长宽等信息，利用PCI评价指标对裂缝进行评价；步骤六：裂缝图像类型判断：利用MATLAB软件搭载相应GUI用户界面，添加上下左右翻转的基础功能，设计形态学操作实现对图像的膨胀、腐蚀，加入图像灰度处理、去燥模块展示提取裂纹图像的信息，达到简化人工操作的目的。2.根据权利要求1所述的一种混凝土桥梁裂缝检测系统，其特征在于：所述步骤四中裂缝提取针对存在模糊边缘检测较差以及缺失的情况，首先采取数学形态学以及连通域算法修补较小的空洞，并在得到的图像基础上，提出一种加权模糊熵图像的边缘检测方法，利用边缘点的有序性、方向性、灰度突变的特征，将图像的灰度特征空间转化为模糊特征空间，然后在模糊特征空间中定义有效的边缘结构，以此提高模糊边缘的检测精度。3.根据权利要求1所述的一种混凝土桥梁裂缝检测系统，其特征在于：所述采集设备包括支架体、行走轮、外稳定架、活动架、锁紧螺栓、上安装架、支杆架、调节转杆、固定螺栓、活动套、相机、手柄；支架体由四根圆管构成，支架体的底部安装有行走轮，支架体的外上侧壁安装有外稳定架，活动架活动连接在支架体内，活动架由四根圆管构成，支架体的上侧安装有锁紧螺栓，锁紧螺栓将活动架锁接在支架体上，活动架的顶端安装有上安装架，上安装架由四根直杆首尾相接而成，上安装架的两上端均安装有支杆架，调节转杆的两端通过轴承安装在支杆架的转孔内，调节转杆为方形式，且调节转杆的两端为圆形，调节转杆的左侧设置为正多边体，正多边体的上侧对应固定螺栓，且固定螺栓安装在支杆架的螺纹孔内，活动套活动连接在调节转杆上，活动套上安装有相机，手柄安装在调节转杆上。2CN114839192A说明书1/4页一种混凝土桥梁裂缝检测系统技术领域[0001]本发明属于桥梁检测技术领域，具体涉及一种混凝土桥梁裂缝检测系统。背景技术[0002]裂缝是常见的桥梁病害之一，根据产生的原因可分为载荷引起的裂缝、温度变化引起的裂缝、收缩引起的裂缝、地基基础变形引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、冻胀引起的裂缝、施工引起的裂缝等七大类。桥梁裂缝具有分布无规律的独特线性拓扑结构，会导致桥梁结构发生改变，加速构件老化，降低承载能力，进而缩短桥梁的使用寿命，同时增加了使用过程中的危险性，因此，桥梁裂缝研究具有非常重大的现实意义。[0003]随着数字图像处理技术的发展，数码设备被应用于裂缝图像采集中，这有助于数据采集以及校对，但由于裂缝独特的线性拓扑结构，具有不规则性、分布无规律以及极小的在图像中的占比