[發(fā)明專利]一種鋼筋銹蝕率快速測(cè)定方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110801339.1
• 申請(qǐng)日: 2021-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN113740341A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張凱;楊厚易;過(guò)民龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東建科創(chuàng)新技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/88
• 分類號(hào): G01N21/88;G01B11/28;G06T7/62;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 廣州知友專利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 李海波;尤健雄

1.一種鋼筋銹蝕率快速測(cè)定方法，其特征在于，包括：

步驟S1、將被測(cè)鋼筋需要進(jìn)行測(cè)定的銹蝕橫截面置于攝像頭的拍攝范圍內(nèi)，并用所述攝像頭采集得到采樣圖像，如果所述采樣圖像的拍攝角度不滿足合格條件，則調(diào)整被測(cè)鋼筋的姿態(tài)后重新采樣圖像的采集，直至所述采樣圖像的拍攝角度滿足合格條件時(shí)，用所述攝像頭拍攝得到合格拍攝圖像；其中，所述合格條件為：所述攝像頭的拍攝方向與所述銹蝕橫截面的垂直度在預(yù)設(shè)的垂直度允許偏差以內(nèi)；

步驟S2、將所述合格拍攝圖像輸入鋼筋橫截面銹蝕像素判定網(wǎng)絡(luò)模型，以得到所述合格拍攝圖像的已銹蝕像素面積；其中，所述鋼筋橫截面銹蝕像素判定網(wǎng)絡(luò)模型由分類卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)訓(xùn)練得到；

步驟S3、將所述合格拍攝圖像的已銹蝕像素面積換算為所述銹蝕橫截面的已銹蝕物理面積S^*；

步驟S4、計(jì)算所述被測(cè)鋼筋在所述銹蝕橫截面處的銹蝕率w＝S^*/S，式中，S為所述被測(cè)鋼筋在未銹蝕時(shí)的橫截面面積。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼筋銹蝕率快速測(cè)定方法，其特征在于：所述步驟S1中，判斷所述采樣圖像的拍攝角度是否滿足所述合格條件的方式為：

步驟S1.1、采用設(shè)有靶平面(1)的標(biāo)定裝置，所述靶平面(1)上設(shè)置三個(gè)馬鞍圓(2)，該三個(gè)馬鞍圓(2)的鞍點(diǎn)以等腰直角三角形的形式分布，位于直角位置的鞍點(diǎn)記為基準(zhǔn)鞍點(diǎn)(A)，其余兩個(gè)鞍點(diǎn)記為第二鞍點(diǎn)(B)和第三鞍點(diǎn)(C)，其中，所述馬鞍圓(2)為內(nèi)部被分為四等份的圓圈圖案，且該四等份沿順時(shí)針?lè)较蚪惶嫣畛鋬煞N不同的顏色，所述鞍點(diǎn)為所述馬鞍圓(2)的圓心；

并且，將所述標(biāo)定裝置與被測(cè)鋼筋相對(duì)固定，并使所述靶平面(1)與所述被測(cè)鋼筋的銹蝕橫截面共面；

步驟S1.2、將所述靶平面(1)與所述被測(cè)鋼筋的銹蝕橫截面一起置于所述攝像頭的拍攝范圍內(nèi)；

步驟S1.3、檢測(cè)所述采樣圖像中三個(gè)馬鞍圓(2)的鞍點(diǎn)，以得到所述基準(zhǔn)鞍點(diǎn)(A)、第二鞍點(diǎn)(B)和第三鞍點(diǎn)(C)該三個(gè)鞍點(diǎn)在所述采樣圖像中的像素坐標(biāo)；

步驟S1.4、計(jì)算所述基準(zhǔn)鞍點(diǎn)(A)的像素坐標(biāo)與第二鞍點(diǎn)(B)的像素坐標(biāo)之間的像素距離D₁，所述基準(zhǔn)鞍點(diǎn)(A)的像素坐標(biāo)與第三鞍點(diǎn)(C)的像素坐標(biāo)之間的像素距離D₂；并且，計(jì)算在所述三個(gè)鞍點(diǎn)的像素坐標(biāo)所組成的三角形中，所述基準(zhǔn)鞍點(diǎn)(A)的像素坐標(biāo)所在夾角的角度值α；

如果同時(shí)滿足和(90°-A_T)≤α≤(90°+A_T)，則判斷所述采樣圖像的拍攝角度滿足所述合格條件，否則，判斷為不滿足所述合格條件；

式中，D_T為預(yù)設(shè)的距離偏差閾值，A_T為預(yù)設(shè)的角度偏差閾值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鋼筋銹蝕率快速測(cè)定方法，其特征在于：所述標(biāo)定裝置還設(shè)有夾緊裝置(3)，該夾緊裝置(3)與所述靶平面(1)固定連接，所述靶平面(1)通過(guò)該夾緊裝置(3)夾緊固定在所述被測(cè)鋼筋。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述鋼筋銹蝕率快速測(cè)定方法，其特征在于：所述步驟S3中，依據(jù)所述三個(gè)鞍點(diǎn)在所述合格拍攝圖像中的像素坐標(biāo)，計(jì)算所述三個(gè)鞍點(diǎn)在所述合格拍攝圖像中的像素坐標(biāo)所組成三角形的三角形像素面積，計(jì)算所述三個(gè)鞍點(diǎn)在所述靶平面(1)中所組成等腰直角三角形的三角形物理面積，并計(jì)算出所述三角形像素面積與三角形物理面積的換算比例，以將所述合格拍攝圖像的已銹蝕像素面積換算為所述銹蝕橫截面的已銹蝕物理面積S^*。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述鋼筋銹蝕率快速測(cè)定方法，其特征在于：所述鋼筋橫截面銹蝕像素判定網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)用模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)集對(duì)所述分類卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練得到；

其中，所述模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)集包含足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)組，每一組所述數(shù)據(jù)組均包含一幅所述合格拍攝圖像、通過(guò)人工標(biāo)記得到的所述合格拍攝圖像的分類標(biāo)記數(shù)據(jù)、通過(guò)實(shí)測(cè)得到的所述合格拍攝圖像的已銹蝕像素面積，所述分類標(biāo)記數(shù)據(jù)包含所述合格拍攝圖像中每一個(gè)像素的分類標(biāo)記，所述分類標(biāo)記分為1和0兩種，所述合格拍攝圖像中的已銹蝕像素被標(biāo)記1，所述合格拍攝圖像中的未銹蝕像素和背景像素均被標(biāo)記為0。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述鋼筋銹蝕率快速測(cè)定方法，其特征在于：所述步驟S2中，所述分類卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為VGG19-FCN卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型或U-Net卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。