[發(fā)明專利]一種橋梁梁底病害全形貌檢測方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114627107A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 吳剛;侯士通;蔣劍彪;王浩琛;譚福穎;董逸軒;吳濤;黃思杰
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學;江蘇東印智慧工程技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/80;G06T3/40;G06N3/08;G06N3/04;G06V10/44;G06V10/82
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐爾東

1.一種橋梁梁底病害全形貌檢測方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

步驟S1：依據(jù)待檢測橋梁型號選擇圖像采集裝置，同時在橋檢車上確定安裝位置；

步驟S2：將若干圖像采集裝置安裝在橋檢車確定后的不同位置，駕駛橋檢車緩慢行駛通過待檢測橋梁，啟動位于橋檢車上的圖像采集裝置，對待檢測橋梁的梁底進行高速拍攝，圖像采集裝置拍攝獲取的數(shù)據(jù)傳輸至位于橋檢車上的控制系統(tǒng)部分進行保存；其中，對待檢測橋梁的梁底分多部位進行多輪拍攝；

步驟S3：將圖像采集裝置拍攝得到的所有圖像陣列導入病害識別測量系統(tǒng)，通過殘差神經(jīng)網(wǎng)絡方法識別待檢測橋梁梁底的病害，并進行測量；

步驟S4：將采集到的圖像拼接，獲取橋梁全跨梁底全形貌圖像，并進行可視化展示；

步驟S5： 基于病害在所在圖像的坐標、所在圖像在橋梁全跨梁底全形貌圖像中的坐標對病害進行定位；

步驟S6：多輪拍攝的圖像在經(jīng)過病害識別測量系統(tǒng)識別檢測后，將位于相同位置處的病害設定為同一個病害，追蹤其在多輪檢測中發(fā)生的變化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁梁底病害全形貌檢測方法，其特征在于：步驟S1中，圖像采集裝置包括全景采集裝置以及高精度采集裝置，

其中，高精度采集裝置用于拍攝高清梁底病害圖片，作為病害識別的原始數(shù)據(jù)；

全景采集裝置用于拍攝大視場全景彩色圖片，用于圖像拼接后的病害定位以及橋梁全跨梁底全形貌圖像的可視化展示。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁梁底病害全形貌檢測方法，其特征在于：在步驟S2中，圖像采集裝置安裝在橋檢車的機械臂上，當橋檢車行駛至待檢測橋梁的其中一個端部支座處時，橋檢車機械臂旋轉(zhuǎn)將圖像采集裝置伸入梁底，橋檢車暫停，圖像采集裝置采集梁底圖像，橋檢車繼續(xù)行駛，至另一個端部支座，橋檢車停止行進，圖像采集裝置關(guān)閉，橋檢車機械臂旋轉(zhuǎn)移出梁底，橋檢車進行下一跨檢測。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的橋梁梁底病害全形貌檢測方法，其特征在于：對待檢測橋梁的梁底分多部位進行多輪拍攝，其中多部位包括待檢測橋梁的梁底、腹板、翼緣板以及橫隔板；

對前述多部位進行三輪拍攝。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁梁底病害全形貌檢測方法，其特征在于：步驟S3中，識別待檢測橋梁梁底病害的方法具體為：

步驟S31：根據(jù)獲取的梁底病害圖像，對圖像上的病害進行標注，精確至像素級別，得到標注處理后的病害掩碼圖；

步驟S32：將病害掩碼圖數(shù)據(jù)集劃分為訓練集和驗證集，分別將訓練集和驗證集內(nèi)的圖像切割為子圖，刪除無病害的子圖；

步驟S33：構(gòu)建粗分割模型，采用訓練集對粗分割模型進行訓練，保存驗證集驗證后召回率最高的粗分割模型參數(shù)；

步驟S34：將待識別的梁底圖像切割為子圖，輸入步驟S33獲取的粗分割模型內(nèi)，得到整圖病害粗分割結(jié)果圖；

步驟S35：將待識別的梁底圖像與得到的整圖病害粗分割結(jié)果圖進行插值，得到細分割結(jié)果圖；

步驟S36：求取細分割結(jié)果圖內(nèi)的病害輪廓，對病害輪廓縮放直至原始尺寸，即為病害的最終輪廓，以像素為單位測量最終輪廓。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的橋梁梁底病害全形貌檢測方法，其特征在于：步驟S4中圖像拼接的具體方法為：

步驟S41：圖像采集裝置平行于地面平移拍攝一組包含重疊區(qū)域的待檢測橋梁梁底實景圖片序列，將其分別做柱面空間投影；

步驟S42：采用SIFT特征算法提取圖像序列特征點，運用基于特征點的圖像配準算法對圖像序列進行局部配準，計算具有匹配關(guān)系的圖像之間的變換矩陣；

步驟S43：選取其中一幅圖像作為基準面圖像，采用全局配準方法優(yōu)化步驟S42中獲取的變換矩陣；

步驟S44：對圖像序列進行坐標變換以及像素融合，得到橋梁全跨梁底全形貌圖像。