[發明專利]一種表面裂縫的檢測方法及系統

在審

• 申請號: 201710078740.0
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN106934829A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 汪正興;阮小麗;王波;王翔;荊國強;馬長飛;柴小鵬;劉鵬飛;伊建軍;孫家龍;吳肖波
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋科學研究院有限公司;中鐵大橋局集團有限公司
• 主分類號: G06T7/62
• 分類號: G06T7/62;G06K9/32;G06T7/12;G01N21/88;G06K9/62
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙)11221
• 代理人: 王衛東

1.一種表面裂縫的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

采集裂縫圖像，所述裂縫圖像包括多條裂縫的交叉點以及用于計算每個像素點代表的實際長度的計算標準；

以所述交叉點為基準提取多個局部區域，每一個所述局部區域包括與所述交叉點相連的一條裂縫；

獲取所述局部區域中裂縫的面積和周長以計算裂縫的平均寬度。

2.如權利要求1所述的表面裂縫的檢測方法，其特征在于，以所述交叉點為基準提取多個局部區域的方法包括：

從所述裂縫圖像中獲取所述交叉點的位置；

以所述交叉點為圓心獲取預定半徑的圓形區域；

提取與所述圓形區域相連的每一條裂縫的最小外接矩形作為所述局部區域。

3.如權利要求2所述的表面裂縫的檢測方法，其特征在于，從所述裂縫圖像中獲取所述交叉點的位置的方法包括：

對所述裂縫圖像進行預處理得到二值化圖像，所述二值化圖像包括由不連續的連通區域連接而成的裂縫區域；

對所述裂縫區域細化后獲得裂縫的骨架，并從所述骨架中獲取所述交叉點的位置。

4.如權利要求3所述的表面裂縫的檢測方法，其特征在于：對所述裂縫圖像進行預處理得到二值化圖像的方法包括：

對所述裂縫圖像依次進行灰度轉換、閾值分割和平滑去噪處理得到不連續的連通區域；

對于每一個所述連通區域，以所述連通區域的任一邊緣像素點為中心點選取預定尺寸的矩形區域；當所述矩形區域的任一邊界像素點的灰度值與中心點相同時，從所述邊界像素點與中心點的連線上提取所述邊界像素點的相鄰像素點，將所述相鄰像素點的灰度值設置為中心點的灰度值；

計算連接后的所述連通區域的近似長度、平均寬度和面積，當計算結果符合預設的裂縫判定條件時，判定連接后的所述連通區域為裂縫區域。

5.如權利要求4所述的表面裂縫的檢測方法，其特征在于：所述預設的裂縫判定條件為：同時滿足A_w≤ω、A_l/A_w≥λ和A_a≥s，其中，A_w、A_l和A_a分別為連接后的所述連通區域的平均寬度、近似長度和面積，A_l/A_w為近似長度和平均寬度的比值，ω為平均寬度的閾值，λ為近似長度和平均寬度的比值的閾值，s為面積的閾值。

6.如權利要求5所述的表面裂縫的檢測方法，其特征在于：所述圓形區域的預定半徑r為：r＝mW_max，W_max為每一個判定為裂縫區域的連通區域的平均寬度中的最大值，m>1。

7.如權利要求3所述的表面裂縫的檢測方法，其特征在于，提取與所述圓形區域相連的每一條裂縫的最小外接矩形作為所述局部區域的方法包括：

提取與所述圓形區域相連的所述裂縫區域的最小外接矩形作為所述局部區域。

8.如權利要求7所述的表面裂縫的檢測方法，其特征在于，獲取所述局部區域中裂縫的面積和周長以計算裂縫的平均寬度的方法包括：

將所述裂縫區域的最小外接矩形沿長邊分割成n個小矩形，每一個小矩形包括部分裂縫區域，n依據公式計算獲得：其中，R_l為所述裂縫區域的最小外接矩形的長邊長度，R_w為所述裂縫區域的平均寬度，為向上取整；

根據第i個小矩形中部分裂縫區域的所有像素點，計算第i個部分裂縫區域的面積a_i、周長l_ARCi以及平均寬度w_i，w_i的計算公式為：w_i＝2a_i/l_ARCi，其中，1≤i≤n；

基于每個像素點代表的實際長度，計算部分裂縫區域的平均寬度的實際數值。

9.如權利要求2至8任一項所述的表面裂縫的檢測方法，其特征在于，所述檢測方法還包括：

將所述圓形區域作為所述局部區域，計算每一個所述圓形區域中裂縫的平均寬度；

使用不同顏色顯示不同平均寬度的裂縫。

10.一種裂縫檢測系統，其特征在于，其包括：

圖像采集裝置，其用于采集裂縫圖像，所述裂縫圖像包括多條裂縫的交叉點以及用于計算每個像素點代表的實際長度的計算標準；

提取模塊，其用于以所述交叉點為基準提取多個局部區域，每一個所述局部區域包括與所述交叉點相連的一條裂縫；

計算模塊，其用于獲取所述局部區域中裂縫的面積和周長以計算裂縫的平均寬度。