基于图像处理技术的桥梁病害检查和裂缝测量研究

摘要

随着众多高速公路的建成，桥梁结构日趋大型化，高架桥、连续梁桥、连续刚构桥梁的采用，使桥梁的检查工作成为一件耗时费力的工作。传统的人工检测效率低下并影响着道路交通的畅通。运用图像处理技术对桥梁结构图片进行分析，找到桥梁上部结构底板上的病害是一种实时、无损、高精度、低成本的检测方法。目前在其它领域中已经有使用此方法或原理进行检测的成套设备，但是这些设备多为国外研制，价格昂贵。另外由于桥梁病害的多样性和不确定性，在病害检测过程中的算法仍然需要进一步的研究。 基于上述几点，本文以桥梁结构和数字图像处理为理论基础，对桥梁结构病害信息图片的采集、处理、标定、量测的方法和难点进行了探讨，并采用VisualBasic程序语言设计了一套桥梁病害检测和裂缝测量程序，对已知桥梁病害信息进行有区别行的标识，并进行测量(位置、裂缝的长度、宽度)。 该软件由三部分组成：桥梁图像采集、病害识别、裂缝信息测量。病害标识过程中可以清晰的区分各种病害信息并测量出病害的中心位置；裂缝信息处测量中分为图像处理和裂缝测量两部分，其中图像处理即对图像的灰度转换、噪音去除、边界平滑、裂缝填充最后进行二值化，并提出了针对不同图片上裂纹处理的两种不同算法。最后在重心法基础上的亚像素算法保证了测量结果的精度和准确性，并使测量达到了预期的效果，精度也完全能够满足规范所提出的0.05mm的要求。 基于图像处理技术的桥梁病害检查和裂缝测量是一种无损、无接触、高精度的先进检测方法，论文的研究成果在桥梁病害检测领域有较好的应用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1钢筋-混凝土桥梁结构检查的基本认识

1.2桥梁病害检测技术现状及数字图像处理技术

1.3本文的研究目的和意义

1.3.1本文研究的目的

1.3.2本文研究的意义

1.4本文的主要研究内容

第二章桥梁结构及常见病害检查

2.1桥梁结构及桥梁分类

2.1.1桥梁主要结构

2.1.2论桥梁按结构体系分类

2.2钢筋-混凝土桥梁常见病害

2.2.1钢筋-混凝土桥梁常见病害

2.2.2桥梁病害原因及对策分析

2.2.3桥梁病害的防治对策

2.3桥梁定期检测

2.3.1巡视检查

2.3.2日常检查

2.3.3定期检查

2.3.4特殊检查

2.4本章小结

第三章常规桥梁检测技术与计算机图像处理技术及其应用

3.1常规桥梁检测内容及常规检测方法

3.2桥梁检测中裂纹检测技术

3.3数字图像处理技术及其发展

3.3.1数字图像处理的应用领域

3.3.2数字图像处理的特点

3.3.3图像处理的主要内容

3.4数字图像技术在混凝土结构检测中的发展

3.5本章小结

第四章病害检测程序方案设计

4.1 Visual Basic语言介绍

4.2桥梁病害检测软件设计

4.2.1病害信息采集

4.2.2病害标识

4.2.3裂缝测量

4.3本章小结

第五章关键算法介绍

5.1病害标识

5.2裂缝信息处理

5.3基于亚像素的尺寸测量方法

5.4本章小结

第六章裂缝图像的宽度计算方法及精度分析

6.1裂缝提取算法一

6.2裂缝提取算法二

6.3精度的试验分析

6.4本章小结

第七章软件模块介绍以及检测实例

7.1病害信息获取

7.2病害信息标定

7.3裂缝信息测量

7.4病害处理实例

7.5本章小结

总结及展望

参考文献

读研期间取得研究成果

致谢