[發明專利]一種基于圖像技術的橋梁表面裂縫寬度計算方法

有效

• 申請號: 202111386136.7
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114111602B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 熊邵輝;陳斌;陳亨馳;王鵬;朱俊良;陳偉
• 申請（專利權）人: 招商局重慶交通科研設計院有限公司
• 主分類號: G01B11/04
• 分類號: G01B11/04
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產權代理事務所(普通合伙) 50236
• 代理人: 朱浩

1.一種基于圖像技術的橋梁表面裂縫寬度計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、采集橋梁表面的圖像信息；

步驟S2、對采集的圖像信息中含有裂縫的圖像進行前處理得到裂縫上邊緣、骨架和下邊緣三條單像素寬度曲線以及曲線上每個像素點的三維坐標；

步驟S3、采用三點插值法擬合裂縫骨架曲線函數，求出中間點的法線方程；

步驟S4、分別在裂縫上邊緣曲線和裂縫下邊緣曲線與法線交點兩側的特定范圍內求直線方程代替該處邊緣曲線；分別求解出該處裂縫上邊緣和裂縫下邊緣直線方程與法線方程的交點坐標；

其中，在裂縫上邊緣曲線與法線交點兩側的特定范圍內求直線方程代替該處上邊緣曲線的方法為：

將上邊緣曲線中序號在[n-i_s,n+i_s]內的像素點作為其與法線交點兩側特定范圍內的像素點；其中，i_s＝|N-L|；L為裂縫上邊緣的單像素寬度曲線上像素點的最大排列序號；

根據點到線的距離公式逐點求出上邊緣曲線特定范圍內各像素點到法線的位移l_sn的值：當沒有l_sn＝0的點時，找出l_sn0的點中最小值對應的像素點S_sj(x_sj,y_sj,sj)，以及l_sn0的點中最大值對應的像素點S_sk(x_sk,y_sk,sk)；代替該處上邊緣曲線的直線方程表示為：

(y_sj-y_sk)(x-x_sj)-(x_sj-x_sk)(y-y_sj)＝0；

在裂縫下邊緣曲線與法線交點兩側的特定范圍內求直線方程代替該處下邊緣曲線的方法為：

將下邊緣曲線中序號在[n-i_t,n+i_t]內的像素點作為其與法線交點兩側特定范圍內的像素點；其中，i_t＝|N-M|；M為裂縫下邊緣的單像素寬度曲線上像素點的最大排列序號；

根據點到線的距離公式逐點求出下邊緣曲線特定范圍內各像素點到法線的位移l_tn的值；當沒有l_tn＝0的點時，找出l_tn0的點中最小值對應的像素點T_tj(x_tj,y_tj,tj)，以及l_tn0的點中最大值對應的像素點T_tk(x_tk,y_tk,tk)；代替該處下邊緣曲線的直線方程表示為：

(y_tj-y_tk)(x-x_tj)-(x_tj-x_tk)(y-y_tj)＝0；

當在裂縫上邊緣曲線與法線交點兩側的特定范圍內存在l_sn＝0的點時，以該點對應的像素點坐標作為法線和裂縫上邊緣曲線的交點H_sn(x_sn,y_sn)；當在裂縫上邊緣曲線與法線交點兩側的特定范圍內不存在l_sn＝0的點時，聯合代替該處上邊緣曲線的直線方程和法線方程求解出兩直線的交點坐標，以該交點坐標作為法線和裂縫上邊緣曲線的交點H_sn(x_sn,y_sn)；

當在裂縫下邊緣曲線與法線交點兩側的特定范圍內存在l_tn＝0的點時，以該點對應的像素點坐標作為法線和裂縫下邊緣曲線的交點H_tn(x_tn,y_tn)；當在裂縫下邊緣曲線與法線交點兩側的特定范圍內不存在l_tn＝0的點時，聯合代替該處下邊緣曲線的直線方程和法線方程求解出兩直線的交點坐標，以該交點坐標作為法線和裂縫下邊緣曲線的交點H_tn(x_tn,y_tn)；

步驟S5、計算兩個交點之間的距離作為骨架曲線在該像素點處法線方向的裂縫寬度；

步驟S6、重復步驟S3～步驟S5，逐個計算出裂縫骨架曲線上第二個像素點至倒數第二個像素點之間各像素點對應的法線方向裂縫寬度。