[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(kāi)（公告）號(hào): CN112907578A
• 公開(kāi)（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)

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種水下混凝土磨損的評(píng)估方法，涉及水下建筑物技術(shù)領(lǐng)域。方法包括：利用水下機(jī)器人對(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)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)骨料暴露比R，確定水下混凝土的磨損等級(jí)。該方法能夠僅需要獲取混凝土表面磨損缺陷的平面二維圖像即可進(jìn)行評(píng)估，在水下混凝土磨損評(píng)估指標(biāo)的獲取上更易于實(shí)現(xiàn)，評(píng)估成本更低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下建筑物技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種水下混凝土磨損的評(píng)估方法。

背景技術(shù)

水下混凝土作為一種重要的建筑材料，一直以來(lái)被廣泛應(yīng)用于水利、橋梁、海洋等工程領(lǐng)域。由于長(zhǎng)時(shí)間浸泡于復(fù)雜水流環(huán)境下，混凝土表面容易受到水流沖刷磨蝕作用影響，導(dǎo)致砂漿脫落、骨料暴露，產(chǎn)生磨損破壞。隨著水下混凝土服役年限的增長(zhǎng)，混凝土表面磨損逐漸嚴(yán)重，威脅著水下建筑物的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，工程上需要定期對(duì)水下建筑物進(jìn)行巡檢，以評(píng)估混凝土的磨損程度，為水下建筑物安全運(yùn)行及保護(hù)提供依據(jù)。

目前，針對(duì)水下混凝土的磨損檢測(cè)與評(píng)估主要是通過(guò)人工或水下機(jī)器人等手段測(cè)量混凝土表面的磨損量、磨損深度等指標(biāo)，從而量化評(píng)估水下混凝土的磨損程度。然而，水下建筑物運(yùn)行期過(guò)水復(fù)雜條件下，磨損量、磨損深度這些指標(biāo)往往難以獲取，其獲取成本高昂，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效率、低成本的水下混凝土磨損評(píng)估。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的包括提供一種水下混凝土磨損的評(píng)估方法，其能夠僅需要獲取混凝土表面磨損缺陷的平面二維圖像即可進(jìn)行評(píng)估，在水下混凝土磨損評(píng)估指標(biāo)的獲取上更易于實(shí)現(xiàn)，評(píng)估成本更低。

本發(fā)明的實(shí)施例可以這樣實(shí)現(xiàn)：

第一方面，本發(fā)明提供一種水下混凝土磨損的評(píng)估方法，方法包括：

利用水下機(jī)器人對(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)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)骨料暴露比R，確定水下混凝土的磨損等級(jí)。

在可選的實(shí)施方式中，利用水下機(jī)器人對(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：

控制水下機(jī)器人抵達(dá)探測(cè)區(qū)域；

利用水下機(jī)器人的清淤機(jī)構(gòu)清除覆蓋在混凝土上的淤泥，使得混凝土顯露出來(lái)；

利用水下機(jī)器人的攝像模塊對(duì)顯露出來(lái)的混凝土表面進(jìn)行拍攝，獲得混凝土表面磨損圖像。

在可選的實(shí)施方式中，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。

在可選的實(shí)施方式中，對(duì)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)建骨料暴露比R的識(shí)別計(jì)算模型；

將混凝土表面磨損圖像放入識(shí)別計(jì)算模型，獲得骨料暴露比R。

在可選的實(shí)施方式中，基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建骨料暴露比R的識(shí)別計(jì)算模型的步驟包括：

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

對(duì)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)訓(xùn)練集對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練；

利用驗(yàn)證集驗(yàn)證模型的精度；

利用測(cè)試集對(duì)模型進(jìn)行測(cè)試，并確定測(cè)試合格的模型為識(shí)別計(jì)算模型。