[發明專利]一種混凝土橋梁裂縫檢測系統

在審

• 申請號: 202210446352.4
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114839192A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 張靜;張昊祺
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G06T7/00;G06T7/10;G06T7/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種混凝土橋梁裂縫檢測系統，涉及橋梁檢測技術領域；包括如下步驟：步驟一：建立采集設備；步驟二：采集圖像；步驟三：圖像預處理；步驟四：裂縫提取；步驟五：裂縫初判斷；步驟六：裂縫圖像類型判斷；本發明完成對輸入圖像的預處理，利用不同裂縫圖像提取方式，對圖像裂紋進行提取，針對橋梁裂縫檢測的分割以及邊緣檢測提出較為優秀的算法，將得到的裂縫圖像進行分類，并利用得到的裂縫參數信息進行橋梁裂縫安全性評價，并設計基于MATLAB軟件的裂縫圖像提取識別系統，旨在為相關檢測人員提供清晰明了的裂縫信息，以提高檢測工作效率。

技術領域

本發明屬于橋梁檢測技術領域，具體涉及一種混凝土橋梁裂縫檢測系統。

背景技術

裂縫是常見的橋梁病害之一，根據產生的原因可分為載荷引起的裂縫、溫度變化引起的裂縫、收縮引起的裂縫、地基基礎變形引起的裂縫、鋼筋銹蝕引起的裂縫、凍脹引起的裂縫、施工引起的裂縫等七大類。橋梁裂縫具有分布無規律的獨特線性拓撲結構，會導致橋梁結構發生改變，加速構件老化，降低承載能力，進而縮短橋梁的使用壽命，同時增加了使用過程中的危險性，因此，橋梁裂縫研究具有非常重大的現實意義。

隨著數字圖像處理技術的發展，數碼設備被應用于裂縫圖像采集中，這有助于數據采集以及校對，但由于裂縫獨特的線性拓撲結構，具有不規則性、分布無規律以及極小的在圖像中的占比，以及圖像采集操作沒有固定的標準，經常出現圖像采集不準確的情況，因此對橋梁檢測還存在很大的發展空間。

發明內容

為解決背景技術中的問題；本發明的目的在于提供一種混凝土橋梁裂縫檢測系統，其能夠實現裂縫的識別與處理，且能夠對細小裂紋的分割。

本發明的一種混凝土橋梁裂縫檢測系統，包括如下步驟：

步驟一：建立采集設備：將采集設備及支架進行組裝，組裝完成后進行調試；

步驟二：采集圖像：通過采集設備來進行圖像的采集；

步驟三：圖像預處理：結合FCN網絡模型和U-Net網絡模型的優點，提出一種基于深度殘差卷積神經網絡裂縫圖像分割算法，通過設計并加入ResNet101端到端的分割模型，將下采樣過程中提取的不同尺度特征與上采樣恢復的特征圖像進行拼接和集成，從而達到增強裂紋邊緣細節的分割效果；

步驟四：裂縫提取：根據預處理得到的灰度圖像進行裂縫提取，在預處理得到的灰度圖像中，每一列或每一行灰度值中，裂縫中心的灰度值最小，根據裂紋排列區域中存在的最小灰度值對裂紋進行表征，由此實現CCPM法裂紋邊緣檢測；

步驟五：裂縫初判斷：利用投影法對裂縫進行初判斷，大致將裂縫圖像分為橫向、縱向以及網狀裂紋，利用細化算法對裂縫進行骨架提取，并由此根據像素個數計算裂縫長寬等信息，利用PCI評價指標對裂縫進行評價；

步驟六：裂縫圖像類型判斷：利用MATLAB軟件搭載相應GUI用戶界面，添加上下左右翻轉的基礎功能，設計形態學操作實現對圖像的膨脹、腐蝕，加入圖像灰度處理、去燥模塊展示提取裂紋圖像的信息，達到簡化人工操作的目的。

作為優選，所述步驟四中裂縫提取針對存在模糊邊緣檢測較差以及缺失的情況，首先采取數學形態學以及連通域算法修補較小的空洞，并在得到的圖像基礎上，提出一種加權模糊熵圖像的邊緣檢測方法，利用邊緣點的有序性、方向性、灰度突變的特征，將圖像的灰度特征空間轉化為模糊特征空間，然后在模糊特征空間中定義有效的邊緣結構，以此提高模糊邊緣的檢測精度。