[發(fā)明專利]一種基于紅外熱成像分析的路基裂縫檢測識別及修復(fù)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110551750.8
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113203743A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張高放;來平;李寧;梁德利;茍強(qiáng);劉小偉;張旭棟;伏曉剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵二十一局集團(tuán)第四工程有限公司;蘭州大學(xué)
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N25/72;G06T7/00;E01C23/01;E01C11/00
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 62201
• 代理人: 趙立權(quán)

1.一種基于紅外熱成像分析的路基裂縫檢測識別及修復(fù)方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）導(dǎo)軌鋪設(shè)：選擇天氣晴朗、光照良好的白天，劃定待檢測路段，保持待測區(qū)域清潔干燥；在待檢測路段上鋪設(shè)平行的導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上放置滑動架，滑動架上設(shè)有用于固定拍攝裝置的安裝座；

2）照片獲取：將紅外熱成像設(shè)備固定于安裝座上，保證鏡面垂直于路面，使用紅外熱成像設(shè)備對待檢測路面進(jìn)行拍照；

將紅外熱成像設(shè)備從安裝座上取下，將可見光成像設(shè)備固定于安裝座上，使用可見光成像設(shè)備對待檢測路面進(jìn)行拍照；

3）數(shù)據(jù)處理：將步驟2）中紅外熱成像設(shè)備拍攝的圖像傳入PC端，使用FLIR Tools軟件調(diào)取步驟2）拍攝的熱紅外圖片，獲取溫度參數(shù)（640*480），導(dǎo)出為存有數(shù)據(jù)點的Excel數(shù)據(jù)文件，每個圖片對應(yīng)得到一個Excel數(shù)據(jù)文件，文件中不同行不同列的數(shù)據(jù)為對應(yīng)像素點的溫度數(shù)據(jù)；

使用Matlab打開自編溫度等值線作圖程序，調(diào)用所述溫度數(shù)據(jù)，重新制作檢測區(qū)域溫度等值線圖，具體步驟如下：

將所述Excel數(shù)據(jù)文件保存至指定文件夾，并記錄Excel數(shù)據(jù)文件的個數(shù)，將命令程序調(diào)運(yùn)到Matlab計算軟件，對數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行修改完善；

a.根據(jù)Excel數(shù)據(jù)文件的個數(shù)，設(shè)定調(diào)用數(shù)目（for i=1:x ；x為文件個數(shù)）；

b.根據(jù)紅外熱成像設(shè)備提取像素信息矩陣大小，設(shè)置溫度數(shù)據(jù)區(qū)域（以信息矩陣為640*480為例，溫度數(shù)據(jù)區(qū)域即為：x=1:1:640;y=1:1:480;）；

c.根據(jù)Excel數(shù)據(jù)文件所在文件夾位置，使用srcname語句調(diào)用Excel數(shù)據(jù)文件，設(shè)置導(dǎo)入溫度數(shù)據(jù)路徑（srcname=strcat(文件路徑);）；

d.根據(jù)數(shù)據(jù)文件路徑與名稱，命名輸出圖片名稱（ dstname=strcat('E:\1\',f,'-1.tif');）；

e.根據(jù)打開數(shù)據(jù)文件，使用srcname語句，根據(jù)數(shù)據(jù)在Excel文件位置，設(shè)置調(diào)用溫度參數(shù)（z=xlsread(srcname,'1','B11:XQ490');）；

f.使用meshgrid語句，創(chuàng)造網(wǎng)格空間，制作溫度二維散點圖([X,Y]=meshgrid(x,y);)；

g.使用griddata語句，進(jìn)行溫度參數(shù)插值（[X,Y,Z]=griddata(x,y,z,linspace(1,640,640)',linspace(1,480,480),'nearest');）；

h.使用contourf語句，繪制等值線圖，根據(jù)所需等值線密度，合理設(shè)定溫度等差值參數(shù)（contourf(X,Y,Z,n); %等值線圖，其中n為溫度等差值參數(shù)）；

i.繪制填充顏色的二維溫度等值線圖（colormap('jet');）；

j.設(shè)置colorbar顯示的顏色（c=colorbar;）；

k.根據(jù)溫度數(shù)據(jù)，選取溫度最大值最小值，設(shè)定溫度上下限（set(gca,'Clim',[T_minT_max]);）；

l.設(shè)置圖像的位置：起始坐標(biāo)、圖寬度、高度（set(gcf,'Position',[0,0,1200,900]);）；

m.創(chuàng)建顯示圖形輸出的窗口（M=figure;）；

n.使用shading interp語句，對Matlab繪制圖形對象的顏色著色進(jìn)行色彩的插值處理,使色彩平滑過渡(shading interp;)；

o.使用saveas語句，保存圖片（%saveas(M,dstname); saveas(c,dstname);%print(gcf,'-dtiff',dstname);%saveas(gcf,dstname); ）；

4）裂縫識別：根據(jù)步驟3）得到的熱紅外溫度等值線圖和可見光成像設(shè)備拍攝的照片，對比識別水穩(wěn)層中的裂縫，發(fā)現(xiàn)隱伏裂縫，分析并預(yù)測裂縫發(fā)展趨勢；

5）裂縫修復(fù)：根據(jù)步驟4）的檢測結(jié)果，對裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外熱成像分析的路基裂縫檢測識別及修復(fù)方法，其特征在于，所述紅外熱成像設(shè)備和可見光成像設(shè)備距離路面的高度為1～1.5m。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外熱成像分析的路基裂縫檢測識別及修復(fù)方法，其特征在于，所述紅外熱成像設(shè)備為FLIR T660紅外熱成像儀。