[發明專利]基于圖像識別檢測結構應力的方法、裝置、設備及介質

在審

• 申請號: 201910099745.0
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109858551A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 王維;鄧露;史鵬;何維;褚鴻鵠
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/08;G01L1/24
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明實施例公開了一種基于圖像識別檢測結構應力的方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質。其中，方法包括將待測結構的圖像輸入至預先構建的結構應力檢測模型，得到待測結構的應力值；結構應力檢測模型為利用訓練樣本集訓練神經網絡模型所得，訓練樣本集包括多張處于不同應力狀態、且與待測結構材料相同的試驗構件的樣本圖像，每個樣本圖像預先標注相應應力狀態下的應力值。本申請適用于檢測各種材料結構的應力狀態，操作簡單且不會對結構造成任何損傷，檢測成本低，檢測精度高，解決了電學檢測法難以獲取結構真實應力狀態的、磁學檢測法僅適用于鐵磁性材料應力檢測、X射線衍射法代價高問題。

技術領域

本發明實施例涉及工程結構應力檢測技術領域，特別是涉及一種基于圖像識別檢測結構應力的方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質。

背景技術

應力應變是反映結構力學性能和安全狀態最直接的指標，準確地獲取結構的應力狀態有利于對結構的極限狀態和承載能力極限狀態進行準確地評估，從而可正確使用結構，消除結構的安全隱患，減少經濟損失。

傳統檢測結構應力方法為局部有損檢測法或無損檢測法。其中，有損檢測法即應力釋放法，包括盲孔法、環孔法、鉆孔法和削磨面積法；無損檢測法包括電學檢測法(電阻式應變檢測法和振弦式應變檢測法)、磁學檢測法(磁彈性法、巴克豪森噪訊法、磁聲發射法、金屬磁記憶檢測法)、超聲波法、X射線衍射法。

然而，有損檢測方法不僅精度低、操作復雜、而且還會對結構造成損傷；電學檢測法只能檢測結構的應力增量而無法檢測結構的實際應力狀態，磁學檢測法只能用于檢測鐵磁性材料，超聲波法測量精度不高，X射線衍射法設備昂貴，對檢測環境要求相對較高。

發明內容

本公開實施例提供了一種基于圖像識別檢測結構應力的方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質，不僅解決了電學檢測法難以獲取結構真實應力狀態的、磁學檢測法僅適用于鐵磁性材料應力檢測、X射線衍射法代價高等不足的問題，而且檢測精度高、檢測效率高、操作簡單、且不會對結構造成任何損傷。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供以下技術方案：

本發明實施例一方面提供了一種基于圖像識別檢測結構應力的方法，包括：

獲取待測結構圖像；

將所述待測結構圖像輸入至預先構建的結構應力檢測模型，得到所述待測結構的應力值；

其中，所述結構應力檢測模型為利用訓練樣本集訓練神經網絡模型所得，所述訓練樣本集包括多張處于不同應力狀態、且與所述待測結構材料相同的試驗構件的樣本圖像，每個樣本圖像預先標注相應應力狀態下的應力值。

可選的，在所述將所述待測結構圖像輸入至預先構建的結構應力檢測模型之前，還包括：

獲取模型驗證數據集，所述模型驗證數據集包括多張驗證樣本圖像，各驗證樣本圖像為已知實際應力值、且與所述待測結構材料相同的試驗構件的圖像；

將各驗證樣本圖像輸入至所述結構應力檢測模型中，得到各驗證樣本圖像的預測應力值；

基于各驗證樣本圖像的預測應力值和實際應力值、驗證樣本圖像總數量，計算所述結構應力檢測模型的準確率；

判斷所述結構應力檢測模型的準確率是否不小于預設閾值；

若是，則將所述結構應力檢測模型用于后續計算所述待測結構的應力值；若否，則增加所述訓練樣本集中的樣本圖像，并重新訓練所述結構應力檢測模型直至準確率不小于所述閾值。

可選的，所述基于各驗證樣本圖像的預測應力值和實際應力值、驗證樣本圖像總數量，計算所述結構應力檢測模型的準確率包括：

統計預測應力值和實際應力值的差值大于預設偏離值的驗證樣本圖像的不合格個數；