基于图像处理的路面裂缝特征提取方法

裂缝是一种常见的路面损坏形式,及时、准确地检测和评估路面裂缝的状态,对于路况监测和养护决策具有重要的意义。文章提出了一种基于图像处理的路面裂缝特征提取方法,首先,对分割得到的路面二值图像进行连通域分析,利用裂缝区域和干扰区域之间的特征差异,筛选出真正代表裂缝的连通域;然后,采用改进的快速并行细化算法提取出裂缝骨架,以端点所在分支的长度为标准来去除骨架中的毛刺,针对骨架断裂和向内缩短的问题,通过端点方向以及端点间距离来进行骨架的连接和生长。实验结果表明,该方法能够有效去除分割结果中的干扰区域,提取出清晰完整且无毛刺的裂缝单一像素骨架,较好地反映了裂缝的主要结构和形态特征。

基于图像处理的裂缝量化分析

对裂纹量化技术进行了研究,从而获取对应裂缝的长度、宽度信息。针对长度特征的量化,分析现有细化算法提取裂缝骨架的不足,提出新的删除模板与保留模板,通过模板匹配的方式消除裂纹骨架中的冗余像素,并设置合理的长度阈值消除骨架中的冗余骨刺结构,优化骨架的提取,进而获取精确的裂缝长度信息。针对裂缝宽度特征的量化,根据裂纹走向,优化最近距离法,减少计算裂缝宽度的迭代次数,提高量化效率。同时,为了获取更精确的裂缝宽度信息,结合裂缝特征和提取的骨架,采用骨架法向法获取像素级精度的裂缝宽度信息。

A linear crack length measurement method for railway bridges based on calibration points fitting

For the linear crack skeleton of railway bridges with irregular strike,it is difficult to accurately express the crack contour feature by using a single smoothing fitting algorithm.In order to improve the measurement accuracy,a polynomial curve fitting was proposed,which used the calibration point of crack contour as the boundary point,and then put them all together to produce a continuous contour curve to achieve the crack length measurement.The method was tested by measuring the linar cracks with different shapes.It is shown that this proposed algorithm can not only solve the jagged problem generated in the crack skeleton extraction process,but also improve the crack length measurement accuracy.The relative deviation is less than 0.15,and the measurement accuracy is over 98.05%,which provides a more effective means for the crack length measurement in railway bridges.

基于骨架开口变形的客车蒙皮开裂问题的分析与优化

为解决某客车顶盖蒙皮开裂问题,本文提出以8种典型运行工况下车身骨架开口对角线相对位移变化率为评价指标的解决方法。通过初步计算并结合自适应响应面法进行车身骨架结构的优化设计,实现了在未增重的情况下,骨架开口对角线相对位移变化率低于0.2%的目标,且蒙皮未再出现开裂现象。

基于U2net神经网络的混凝土表面裂缝检测研究

本研究提出了一种基于U2net神经网络的改进网络AM-U2net,以实现对混凝土结构裂缝更为准确和快速地检测。首先,在原U2net网络的跳跃连接部分施加注意力机制,在网络结构的上层部分添加CBAM注意力模块,下层部分添加ECA注意力模块。然后,引入Mish激活函数,提出一种AM-U2net网络。结果显示:改进网络AM-U2net的性能要优于对比网络Unet、Unet++和原U2net,准确率、精确率、召回率和f1score分别达到99.1%、64.2%、65.4%和64.8%。最后,采用骨架线的方法对模型输出的混凝土裂缝预测图像,在像素级别上标注计算裂缝的长宽属性,使得模型预测裂缝的结果能够反映出混凝土裂缝的一些基本属性。本研究提出的改进算法在混凝土裂缝识别任务中具有较好的表现,为裂缝检测的后续研究提供思路。

基于改进Mask R-CNN深度学习算法的隧道裂缝智能检测方法

隧道裂缝检测是避免隧道重大灾害和日常养护的重要工作,但传统人工检测工作量巨大,无法满足实际需求。采用深度学习神经网络Mask R-CNN模型对裂缝进行智能自动检测,避免了人工检测的耗时耗力。通过调整算法参数,优化模型检测结果,获得适用于隧道裂缝检测的Mask R-CNN模型。针对自动识别的裂缝结果,进一步计算其几何特征参数。为充分利用裂缝狭长弯曲特性,体现裂缝走向及基本形态,提出了基于骨架提取和函数拟合思想的裂缝几何特征计算方法。根据裂缝骨架,可获得裂缝走势,计算裂缝长度。通过函数拟合,可得到贯穿裂缝狭长区域的函数,根据函数法向量计算宽度。根据裂缝几何参数计算结果,结合规范规定的须修复裂纹宽度要求,可实现隧道裂缝检测自动预警,为隧道裂缝自动检测提供了技术支撑。

基于沥青混合料低温性能指标的对比研究

为了从低温性能方面对沥青混合料进行综合探究,文中基于低温弯曲蠕变试验、小梁弯曲试验、低温劈裂试验和低温冻断试验。通过对数据的综合处理,进行对比分析不同试验条件下的沥青混合料低温性能,研究沥青用量、沥青种类、级配和空隙率等对沥青混合料低温性能的影响规律。通过试验结果可以知道,沥青混合料的低温性能会随着沥青含量的提高而提高。级配越密实、空隙率越小的沥青混合料其低温抗裂性能也会更加优秀。不仅如此密实—骨架结构的沥青混合料抗低温性能也优于其他结构。

超薄磨耗层高黏弹沥青混合料抗反射裂缝性能

为评价超薄磨耗层用高黏高弹沥青混合料抗反射裂缝性能,采用改进的沥青罩面层测试(overlay tester,OT)试验,研究不同级配、沥青含量和粉胶比对高黏高弹沥青混合料抗裂性能的影响.结果表明,骨架密实型高黏高弹沥青混合料抗反射裂缝性能远高于AC-10和SMA-10,高黏高弹沥青混合料抗裂性能优异主要体现在产生裂缝的初始拉应力较大,抗裂衰减性能良好;增加沥青用量可以提高高黏高弹沥青混合料抗裂衰减性能,增加粉胶比有助于提高高黏高弹沥青混合料初始抗裂强度,但会降低混合料抗裂衰减性能,在粉胶比为0.80~1.20时,强度与抗裂衰减性之间达到较好平衡;为提高超薄磨耗层抗裂性能,建议高黏高弹沥青混合料采用骨架密实结构,最佳油石比范围为7.3%~7.9%,最佳粉胶比范围为0.80~1.20.研究结果可为超薄磨耗层抗反射裂缝性能的提高提供参考.

基于局部图像纹理计算的隧道裂缝视觉检测技术

地铁隧道裂缝病害的自动检测技术是一个重要研究方向。针对地铁隧道复杂场景和弱光环境下,全局图像检测精度低的问题,提出分块图像局部纹理处理算法,将大视场裂缝图像进行网格化处理,在分块区域内完成预处理与纹理提取,基于图像细化与骨架提取算法,提出裂缝和虚假裂缝纹理的差异性计算模型,可有效提高真实裂缝图像的检测精度,滤除虚假裂缝的干扰。针对硬件系统,提出多目高速线阵相机的图像采集方案,研制裂缝图像采集系统样机,可安装于轨道小车上进行图像连续采集。利用研制的图像采集处理设备,可以自动采集和检测隧道裂缝图像,对于纹理简单的普通裂缝图像样本,裂缝的识别率达到0.96;对于地铁隧道裂缝图像样本,裂缝的识别率达到0.84,验证了硬件系统和软件算法的有效性与可行性。

基于骨架和分形的混凝土裂缝图像识别算法

裂缝严重影响混凝土结构的安全性,为此研究人员开发各种检测技术来实现对裂缝的检测。基于数字图像的检测方法以其非接触、高精度等特点在实际工程中得到广泛地应用。分形理论属于非线性科学,适合用来描述无序的混乱现象和不规则的形态。利用摄像机拍摄清晰、完整的混凝土裂缝图像,结合数字图像处理技术和分形理论研究图像中裂缝及其他元素(诸如孔洞、杂质等)的自相似特征。通过分析混凝土裂缝图像面积-周长关系的分形规律,提出了一种结合简单灰度骨架提取和分形优化的裂缝识别算法。实验结果表明:裂缝与其他元素在分形特征上有着显著的不同,可利用该规律为混凝土表面裂缝的识别提供可靠的依据。

密实骨架结构水泥稳定碎石路面配合比设计方法及抗裂性能

首先研究了材料抗裂性能评价方法。在此基础上 ,提出骨架密实型水泥稳定碎石基层材料设计方法 ,并进行了大量室内试验研究。结果表明骨架密实型水泥稳定碎石基层具有良好的抗裂性能。最后通过试验路研究表明 。

混凝土内含角钢骨架梁的延性及计算方法

通过 8根混凝土内含角钢骨架梁的试验 ,研究了加荷全过程截面的应变变化规律。根据对构件变形实测数据的统计分析 ,得到延性系数的一般计算公式。

混凝土路面裂缝的骨架提取算法

针对已有细化算法获得的图像骨架通常存在的非单一像素宽度、毛刺、骨架主体信息缺失等问题,提出一种基于Zhang并行细化算法的目标骨架提取方法,获取单一像素宽度且无毛刺的裂缝骨架图像。对图像进行预处理,采用Zhang并行细化算法对图像进行细化;提出结合模板思想对非单一像素宽度的像素点进行消除;采用改进的毛刺消除算法进行毛刺消除。实验结果表明,改进后算法能够精确有效实现单一像素宽度、无毛刺目标骨架的提取,最大程度上保持了目标骨架的主体信息。

锈蚀钢筋混凝土柱开裂机理及滞回性能研究

基于锈蚀钢筋混凝土偏心受压构件承载力试验研究结果,运用ansys有限元分析软件对锈蚀钢筋混凝土大偏心构件进行了分析,通过温度场来模拟钢筋锈蚀作用,得到锈蚀构件破坏特征及承载力随锈蚀程度的变化规律,对比试验结果,数值计算结果能较好与之吻合。随着锈蚀率的增加,偏心柱开裂区不断扩大。同等条件下,随着钢筋直径的增加,钢筋锈胀力减小,开裂区减小。通过对偏心柱在不同锈蚀率下滞回曲线、骨架曲线以及耗能能力的分析表明,用温度场模拟钢筋锈胀力对混凝土偏心柱的作用可取得令人满意的结果。

基于抗裂性能的二灰稳定碎石配合比设计

通过正交试验方法确定了二灰砂浆的最佳材料组成比例,根据振实试验得到了二灰稳定碎石混合料中粗集料的最佳级配,运用体积法确定了粗集料与二灰砂浆的合理配比,提出了计算与试验相结合的基于抗裂性能的二灰稳定碎石配合比设计方法;并通过性能试验,验证了该设计方法确定的二灰稳定碎石具有抗裂性能好、强度增长率高的优点。

基于特征分析的图像式地铁隧道裂缝检测方法研究

地铁隧道表面裂缝的自动检测技术是当下一个重要的研究方向。通过设计基于机器视觉的隧道裂缝自动检测系统来对裂缝进行识别,针对地铁隧道表面普遍存在的光照不均匀、噪声污染严重、对比度低等问题,依次采用Mask均光与灰度级腐蚀相结合的方法对图像进行增强处理,采用高斯-快速中值滤波算法滤除大量噪声,采用基于边缘信息的二次改进Otsu方法对裂缝图像进行有效分割,最终得到裂缝区域完整且噪声区域较少的二值图像。采用投影和阈值结合的方法判定裂缝种类,获取裂缝的长度、宽度及面积等特征指标来实现对裂缝的检测识别。研究结果表明:所提出的算法对普通裂缝的识别率达93%以上,对于地铁隧道表面裂缝识别准确率可达83%,验证了本文算法的有效性。

骨架密实型抗裂水稳碎石性能分析及工程应用研究

振动成型压实参数、关键筛孔通过率和水泥剂量等因素对抗裂水泥稳定碎石基层的性能具有重要的影响,文章综合分析了4.75 mm集料通过率、水泥剂量、集料类型、强度对水稳碎石性能的影响,并通过室内试验进行了水稳碎石抗干缩、温缩性能的分析,并根据确定的抗裂水稳碎石级配,进行了实际工程应用,实践证明,相比一般水稳而言,裂缝产生的频率大大减小,取得了较好的效果。

抗裂型水泥稳定碎石配合比设计及路用性能研究

为了提高水泥稳定碎石的抗裂能力,选取广东省佛山地区花岗岩集料,通过大量室内试验进行了抗裂型水泥稳定碎石混合料的配合比设计和路用性能分析.首先,采用两级干捣试验根据骨架间隙率合理极小值获得了三档粗集料的最佳配比,并采用i法和CBR试验得到了CBR值最大的细集料密实级配.其次,采用7d无侧限抗压强度试验,确定了强度最大的粗细集料最佳配比,由此提出了骨架密实结构的抗裂型水泥稳定碎石混合料的设计级配及最佳水泥剂量.最后,通过路用性能检验,并与施工规范悬浮密实级配进行了对比,结果表明,设计级配的各项路用性能均明显优于规范级配.因此,所提出的骨架密实结构水泥稳定碎石混合料具有优良的抗裂性能,可应用于工程实际.

郴宁高速公路水泥稳定碎石配合比设计与施工质量控制

水泥稳定碎石因其高强度、良好的板体性、水稳定性、低廉的造价等优点被广泛应用于我国高等级公路建设之中。但是由于该材料对温度和湿度变化较为敏感,所以当温度湿度发生变化时容易产生收缩裂缝,从而引起沥青路面反射裂缝的产生,降低路面使用性能,破坏路面结构整体的水稳定性,加大路面养护资金投入。以郴宁高速公路工程建设为依托,通过对水泥稳定碎石基层裂缝的成因进行分析,从材料选择与级配优化设计着手,降低收缩裂缝的产生;通过严密的施工组织,合理的施工方式减小实际施工与规范规定施工方法的工艺偏差,提高基层的质量。

基于差分计盒法和数学形态学的路面裂缝分割和提取方法

路面裂缝检测是道路维护工作的重要内容之一。分维数可以很好地表现裂缝的特征。在差分计盒方法计算图像分维数的基础上,提出了一种改进算法;并将其应用到路面裂缝图像的阈值化。再结合数学形态学中的膨胀、腐蚀、开和闭运算以及底帽变换,采用多个合适的结构元素,在阈值化的裂缝图像基础上进行裂缝骨架提取,并去除噪声和毛刺,将利用该方法得到的检测结果与利用最大类间方差法和Canny算子得到的结果比较,表明该方法能够很好的实现路面裂缝的分割和提取。分割提取的裂缝位置准确,抗噪性能改善,更具实用性。