[發(fā)明專利]水下混凝土磨損的評(píng)估方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110322122.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN112907578A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王皓冉;陳永燦;李永龍;謝輝;劉昭偉;李正文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/62;G06N3/04
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 嚴(yán)誠(chéng)

1.一種水下混凝土磨損的評(píng)估方法，其特征在于，所述方法包括：

利用水下機(jī)器人(100)對(duì)水下混凝土的表面進(jìn)行探測(cè)，獲得混凝土表面磨損圖像；

對(duì)所述混凝土表面磨損圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得骨料暴露比R；

根據(jù)所述骨料暴露比R，確定水下混凝土的磨損等級(jí)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下混凝土磨損的評(píng)估方法，其特征在于，所述利用水下機(jī)器人(100)對(duì)水下混凝土的表面進(jìn)行探測(cè)，獲得混凝土表面磨損圖像的步驟包括：

控制所述水下機(jī)器人(100)抵達(dá)探測(cè)區(qū)域；

利用所述水下機(jī)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(lái)；

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

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下混凝土磨損的評(píng)估方法，其特征在于，所述骨料暴露比R的計(jì)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(jù)權(quán)利要求1所述的水下混凝土磨損的評(píng)估方法，其特征在于，所述對(duì)所述混凝土表面磨損圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得各個(gè)區(qū)域的骨料暴露比R的步驟包括：

基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建所述骨料暴露比R的識(shí)別計(jì)算模型；

將所述混凝土表面磨損圖像放入所述識(shí)別計(jì)算模型，獲得所述骨料暴露比R。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水下混凝土磨損的評(píng)估方法，其特征在于，所述基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建所述骨料暴露比R的識(shí)別計(jì)算模型的步驟包括：

對(duì)所述混凝土表面磨損圖像中的骨料進(jìn)行標(biāo)定，獲得構(gòu)建所述識(shí)別計(jì)算模型的數(shù)據(jù)集；

對(duì)所述數(shù)據(jù)集進(jìn)行劃分，分為訓(xùn)練集、驗(yàn)證集和測(cè)試集；

通過(guò)所述訓(xùn)練集對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練；

利用所述驗(yàn)證集驗(yàn)證模型的精度；

利用所述測(cè)試集對(duì)模型進(jìn)行測(cè)試，并確定測(cè)試合格的模型為所述識(shí)別計(jì)算模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下混凝土磨損的評(píng)估方法，其特征在于，所述根據(jù)所述骨料暴露比R，確定水下混凝土的磨損等級(jí)的步驟包括：

當(dāng)R＜a時(shí)，則得出水下混凝土的磨損等級(jí)為一級(jí)；

當(dāng)a≤R＜b時(shí)，則得出水下混凝土的磨損等級(jí)為二級(jí)；

當(dāng)b≤R＜c時(shí)，則得出水下混凝土的磨損等級(jí)為三級(jí)；

當(dāng)c≤R時(shí)，則得出水下混凝土的磨損等級(jí)為四級(jí)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水下混凝土磨損的評(píng)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(jù)權(quán)利要求1所述的水下混凝土磨損的評(píng)估方法，其特征在于，所述水下機(jī)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(jī)構(gòu)(5)、清水置換機(jī)構(gòu)(6)和攝像模塊(7)，其中，所述清淤機(jī)構(gòu)(5)用于清除覆蓋在混凝土上的淤泥，所述清水置換機(jī)構(gòu)(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(duì)顯露出來(lái)的混凝土表面進(jìn)行拍攝，獲得所述混凝土表面磨損圖像。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水下混凝土磨損的評(píng)估方法，其特征在于，所述水下機(jī)器人(100)還包括安裝在所述爬行底盤(9)上的浮游結(jié)構(gòu)(1)、浮力結(jié)構(gòu)(10)、水聲定位模塊(3)和升降機(jī)構(gòu)(8)，其中，所述浮力結(jié)構(gòu)(10)用于調(diào)整所述水下機(jī)器人(100)在水中的浮力，所述浮游結(jié)構(gòu)(1)用于驅(qū)動(dòng)所述水下機(jī)器人(100)在水中游動(dòng)，所述水聲定位模塊(3)用于測(cè)定目標(biāo)的位置，所述升降機(jī)構(gòu)(8)用于調(diào)整所述水下機(jī)器人(100)相對(duì)混凝土表面的高度。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水下混凝土磨損的評(píng)估方法，其特征在于，所述水下機(jī)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(shè)備或控制設(shè)備，所述主控箱(2)與各個(gè)部件電連接，所述主控箱(2)控制各個(gè)部件協(xié)同工作、實(shí)現(xiàn)各自的功能。