[發明專利]水下混凝土磨損的評估方法

在審

• 申請號: 202110322122.2
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN112907578A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 王皓冉;陳永燦;李永龍;謝輝;劉昭偉;李正文
• 申請（專利權）人: 清華四川能源互聯網研究院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/62;G06N3/04
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 嚴誠

1.一種水下混凝土磨損的評估方法，其特征在于，所述方法包括：

利用水下機器人(100)對水下混凝土的表面進行探測，獲得混凝土表面磨損圖像；

對所述混凝土表面磨損圖像進行數據處理，獲得骨料暴露比R；

根據所述骨料暴露比R，確定水下混凝土的磨損等級。

2.根據權利要求1所述的水下混凝土磨損的評估方法，其特征在于，所述利用水下機器人(100)對水下混凝土的表面進行探測，獲得混凝土表面磨損圖像的步驟包括：

控制所述水下機器人(100)抵達探測區域；

利用所述水下機器人(100)的清淤裝置清除覆蓋在混凝土上的淤泥，使得混凝土顯露出來；

利用所述水下機器人(100)的攝像模塊對顯露出來的混凝土表面進行拍攝，獲得所述混凝土表面磨損圖像。

3.根據權利要求1所述的水下混凝土磨損的評估方法，其特征在于，所述骨料暴露比R的計算公式為：

式中，S_骨料為混凝土表面磨損圖像中巖石骨料所占面積，S_總為混凝土表面磨損圖像中磨損圖像總面積。

4.根據權利要求1所述的水下混凝土磨損的評估方法，其特征在于，所述對所述混凝土表面磨損圖像進行數據處理，獲得各個區域的骨料暴露比R的步驟包括：

基于卷積神經網絡，構建所述骨料暴露比R的識別計算模型；

將所述混凝土表面磨損圖像放入所述識別計算模型，獲得所述骨料暴露比R。

5.根據權利要求4所述的水下混凝土磨損的評估方法，其特征在于，所述基于卷積神經網絡，構建所述骨料暴露比R的識別計算模型的步驟包括：

對所述混凝土表面磨損圖像中的骨料進行標定，獲得構建所述識別計算模型的數據集；

對所述數據集進行劃分，分為訓練集、驗證集和測試集；

通過所述訓練集對模型進行訓練；

利用所述驗證集驗證模型的精度；

利用所述測試集對模型進行測試，并確定測試合格的模型為所述識別計算模型。

6.根據權利要求1所述的水下混凝土磨損的評估方法，其特征在于，所述根據所述骨料暴露比R，確定水下混凝土的磨損等級的步驟包括：

當R＜a時，則得出水下混凝土的磨損等級為一級；

當a≤R＜b時，則得出水下混凝土的磨損等級為二級；

當b≤R＜c時，則得出水下混凝土的磨損等級為三級；

當c≤R時，則得出水下混凝土的磨損等級為四級。

7.根據權利要求6所述的水下混凝土磨損的評估方法，其特征在于，a的取值為10％，b的取值為20％，c的取值為30％。

8.根據權利要求1所述的水下混凝土磨損的評估方法，其特征在于，所述水下機器人(100)包括爬行底盤(9)以及安裝在所述爬行底盤(9)上的清淤機構(5)、清水置換機構(6)和攝像模塊(7)，其中，所述清淤機構(5)用于清除覆蓋在混凝土上的淤泥，所述清水置換機構(6)用于將混凝土上的污水置換為清水，所述攝像模塊(7)用于對顯露出來的混凝土表面進行拍攝，獲得所述混凝土表面磨損圖像。

9.根據權利要求8所述的水下混凝土磨損的評估方法，其特征在于，所述水下機器人(100)還包括安裝在所述爬行底盤(9)上的浮游結構(1)、浮力結構(10)、水聲定位模塊(3)和升降機構(8)，其中，所述浮力結構(10)用于調整所述水下機器人(100)在水中的浮力，所述浮游結構(1)用于驅動所述水下機器人(100)在水中游動，所述水聲定位模塊(3)用于測定目標的位置，所述升降機構(8)用于調整所述水下機器人(100)相對混凝土表面的高度。

10.根據權利要求9所述的水下混凝土磨損的評估方法，其特征在于，所述水下機器人(100)還包括系留線纜(4)和主控箱(2)，所述系留線纜(4)用于連接水面或岸上的通信設備或控制設備，所述主控箱(2)與各個部件電連接，所述主控箱(2)控制各個部件協同工作、實現各自的功能。