工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)與實(shí)踐 課件 16.數(shù)字圖像法裂縫識(shí)別

數(shù)字圖像法裂縫識(shí)別01原理Principle02設(shè)備和工具EquipmentandTools03操作步驟Steps04代碼講解ProgramExplanationCONTENT目錄101原理23需求數(shù)字圖像法裂縫識(shí)別的技術(shù)需求裂縫反映了結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)與安全性、耐久性開(kāi)裂是結(jié)構(gòu)細(xì)觀層面受力狀態(tài)的宏觀體現(xiàn)開(kāi)裂會(huì)導(dǎo)致保護(hù)層對(duì)內(nèi)部鋼筋的保護(hù)失效快速發(fā)展的受力裂縫往往是結(jié)構(gòu)失效、倒塌的先兆總而言之：裂縫是結(jié)構(gòu)損傷的表現(xiàn)，是耐久性不足的預(yù)警，是結(jié)構(gòu)破壞的先兆4需求數(shù)字圖像法裂縫識(shí)別的技術(shù)需求現(xiàn)有的人工裂縫識(shí)別技術(shù)難以滿足公路、鐵路、房屋等行業(yè)工程結(jié)構(gòu)運(yùn)維需求人工方法采用肉眼檢出、手工描繪等方式識(shí)別裂縫并記錄其分布與形狀采用裂縫尺、裂縫顯微鏡等工具測(cè)量裂縫的寬度進(jìn)行總結(jié)：存在測(cè)不準(zhǔn)、高空多、效率低、記不全等缺點(diǎn)5原理數(shù)字圖像法裂縫識(shí)別的技術(shù)原理數(shù)字圖像法利用拍攝得到的結(jié)構(gòu)表面照片，經(jīng)過(guò)圖像預(yù)處理、裂縫識(shí)別與提取、裂縫形態(tài)修正與拼接、裂縫參數(shù)計(jì)算等步驟，完成裂縫識(shí)別，表達(dá)、輸出識(shí)別結(jié)果圖像預(yù)處理采用圖像增強(qiáng)與降噪等工具，提升圖像質(zhì)量并減少噪聲，消除陰影、大面積斑跡、不均勻光照的影響裂縫識(shí)別與提取將圖像中的裂縫與其它背景、噪聲等進(jìn)行分割，完成圖像灰度圖、二值化圖的轉(zhuǎn)化并提取裂縫裂縫參數(shù)計(jì)算：對(duì)裂縫寬度、長(zhǎng)度、間距、走向等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析裂縫形態(tài)修正與拼接利用圖像變形矯正與三維重建等技術(shù)實(shí)現(xiàn)裂縫真實(shí)形態(tài)的還原、拼接最后通過(guò)二維或三維表達(dá)方式配合定量數(shù)據(jù)輸出裂縫識(shí)別結(jié)果6應(yīng)用工程應(yīng)用路面裂縫檢測(cè)：高速公路、國(guó)省干線、農(nóng)村道路等路面的技術(shù)狀況需要定期評(píng)價(jià)隧道裂縫檢測(cè)：公路、鐵路、地鐵等隧道在服役階段可能產(chǎn)生襯砌開(kāi)裂等病害，類似于公路路面橋梁裂縫檢測(cè)與監(jiān)測(cè)：橋梁定期檢測(cè)一般每1-3年開(kāi)展一次，每次檢測(cè)均需要全檢、遍檢橋梁表面裂縫。對(duì)于業(yè)主單位，橋梁表面裂縫的發(fā)展趨勢(shì)相比于單次檢測(cè)結(jié)果更為重要，因此同一條、同一區(qū)域裂縫的發(fā)展對(duì)比以及裂縫的監(jiān)測(cè)是重要的工程應(yīng)用場(chǎng)景（如右圖所示）702設(shè)備和工具實(shí)驗(yàn)所用主要設(shè)備和工具三角架高分辨率相機(jī)帶裂縫混凝土構(gòu)件903操作步驟10操作步驟實(shí)驗(yàn)操作步驟全部流程采集混凝土表面裂縫圖像設(shè)備架設(shè)、采集圖像圖像檢查裂縫圖像的清晰度、曝光效果等質(zhì)量檢查數(shù)字圖像法裂縫識(shí)別基于教材提供的代碼，進(jìn)一步優(yōu)化、改善，實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像法裂縫識(shí)別1104代碼講解clear;clc;pic=imread("Experiment16.jpg");graypic=rgb2gray(pic); %灰度處理filtpic=medfilt2(graypic); %中值濾波bwpic=imbinarize(filtpic,0.1); %二值化figure();imshow(graypic);figure();imshow(filtpic);figure();imshow(bwpic);edge=edge(bwpic,'sobel'); %提取邊緣figure();imshow(edge);bwpic1=imcomplement(bwpic); %反色處理area=imfill(bwpic1,'holes'); %填充figure();imshow(area);axis=bwmorph(bwpic1,'thin',inf); %提取中軸線figure();imshow(axis);l=sum(sum(axis)); %中軸線長(zhǎng)度s=bwarea(area); %裂縫面積d=s/l; %裂縫平均寬度f(wàn)printf('裂縫長(zhǎng)度為%.0f像素。\n',l);fprintf('裂縫面積為%.0f