[發明專利]一種基于無人機遙感的橋梁墩塔裂縫無損定量檢測方法

在審

• 申請號: 201711311013.0
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107967685A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 余飛;余紹淮;明洋;陳楚江;張霄;羅博仁;劉德強;徐喬
• 申請（專利權）人: 中交第二公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/136;G06T7/187;G06T7/62;G06T17/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所42001
• 代理人: 李鵬,王敏鋒

1.一種基于無人機遙感的橋梁墩塔裂縫無損定量檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、采集橋梁主體和各個橋梁墩塔的影像和對應的攝影中心坐標信息；

步驟2、根據橋梁主體和各個橋梁墩塔的影像和對應的攝影中心坐標信息生成三維真彩色的橋梁模型；

步驟3、將各個橋梁墩塔的影像依次進行灰度化處理、去噪處理、增強處理和二值化處理后提取影像連通域，去除非裂縫的影像連通域后對剩下的影像連通域進行輪廓提取，獲得裂縫二維影像對象；

步驟4、根據裂縫二維影像對象中像素點在三維空間對應的物方點，獲得裂縫三維空間對象；對裂縫三維空間對象進行融合和去冗余，對融合和去冗余后的裂縫三維空間對象進行擬合獲得裂縫三維空間對象對應的裂縫平面方程，裂縫三維空間對象的各個節點投影到裂縫平面方程對應的裂縫平面獲得裂縫平面投影對象，然后根據裂縫平面投影對象，計算裂縫屬性信息，裂縫屬性信息包括裂縫面積S_N、裂縫最大寬度W、裂縫長度DL和裂縫傾角θ_r。

2.根據權利要求1所述的一種基于無人機遙感的橋梁墩塔裂縫無損定量檢測方法，其特征在于，還包括步驟5，具體為：

對裂縫三維空間對象、裂縫屬性信息、三維真彩色的橋梁模型載入三維可視化平臺，將裂縫三維空間對象疊加在三維真彩色的橋梁模型進行可視化展示，將各裂縫三維空間對象的重心坐標作為空間索引，建立空間索引與裂縫屬性信息、裂縫三維空間對象的對應關系，將通過空間索引選定的裂縫三維空間對象在三維真彩色的橋梁模型上定位和高亮顯示，并顯示裂縫屬性信息。

3.根據權利要求1所述的一種基于無人機遙感的橋梁墩塔裂縫無損定量檢測方法，其特征在于，所述的步驟1包括以下步驟：

步驟1.1、根據橋梁主體所在位置，對無人機飛行航線進行規劃，保證航帶內影像重疊度不小于70％，航帶間影像重疊度不小于50％。利用無人機按照設定的飛行航線進行巡航，利用機載相機對橋梁主體進行影像采集得到橋梁主體的影像，并記錄每張橋梁主體的影像的拍攝瞬間的攝影中心坐標；

步驟1.2、針對橋梁墩塔，利用無人機從上至下環繞所需檢測的橋梁墩塔飛行，同一高度環內影像重疊度不小于80％，不同高度的相鄰高度環間的影像重疊度不小于60％，利用機載相機對橋梁墩塔進行影像采集得到橋梁墩塔的影像，并記錄每張橋梁墩塔的影像的拍攝瞬間的攝影中心坐標。

4.根據權利要求1所述的一種基于無人機遙感的橋梁墩塔裂縫無損定量檢測方法，其特征在于，所述的步驟2包括以下步驟：

步驟2.1、對橋梁主體的影像和各個橋梁墩塔的影像分別利用尺度不變特征變換算法進行特征點提取和匹配后通過隨機抽樣一致性算法進行粗差剔除；再通過區域網平差處理，得到橋梁主體和各個橋梁墩塔的連接點數據和影像內方位元素和影像外方位元素；

步驟2.2、根據橋梁主體和各個橋梁墩塔的連接點數據的邊界范圍刪除非感興趣區域的連接點數據；

步驟2.3、針對橋梁主體和各個橋梁墩塔的連接點數據，采用基于面片的多視角立體視覺算法生成橋梁主體和各個橋梁墩塔對應的密集點云，通過密集點云構建橋梁主體和各個橋梁墩塔對應的不規則三角網，利用橋梁主體的影像和各個橋梁墩塔的影像和影像外方位元素，將影像紋理映射至所構建的不規則三角網的各個面元上，再將橋梁主體和各個橋梁墩塔的影像紋理映射后的不規則三角網按照空間位置進行合并，得到三維真彩色的橋梁模型。

5.根據權利要求1所述的一種基于無人機遙感的橋梁墩塔裂縫無損定量檢測方法，其特征在于，所述的步驟3中的灰度化處理為利用加權平均法將步驟1采集的各個橋梁墩塔的影像轉化為灰度影像，所述的去噪處理為通過雙邊濾波算法對灰度影像進行影像去噪處理。