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    土木工程论文开题报告 混凝土结构表面裂缝形态检测.pptx

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    土木工程论文开题报告 混凝土结构表面裂缝形态检测.pptx

    基于图像分析技术的 混凝土结构表面裂缝形态检测,**大学毕业论文开题报告,目 录,,1、课题名称及来源 2、研究背景及意义 3、研究现状概述 4、基本思路 5、进度安排 6、主要参考文献,1、课题名称及来源,,课题来源 湖南省交通厅“基于图像分析技术的混凝土桥涵外观质量检测与评定研究”项目,2 研究背景及意义,人工检测的不足 1)主观定性判断,难以客观定量的评判; 2)费时费力; 3)重复可比性差; 4)有经验的检测人员相当缺乏。,,检测方法检测人员用刻度尺、裂缝观测仪等直接量测,或现场估算。,,定量评价体系,,2 研究背景及意义,,图1.1 桥梁现场检测示意图,2 研究背景及意义,,3 研究现状概述,,在土木工程领域,数字图像处理技术已经在路面破损管理、桥梁检测、隧道检测、下水道系统检查、土木建筑材料应用等领域得到应用。 1991年,美国杂志Transportation Research Record 13l1刊登了“An Operation System of Pavement Distress Diagnosis by Image Procesing”等5篇论文,报道了将图像处理应用于公路路面状况检测的研究进展。 ASCE美国土木工程学会的(Computing in civil engineering)杂志分别在1999年、2004年发特集刊登了图像处理技术在土木工程中的应用的相关论文。 2002-2005年,发表了若干篇采用红外线检测混凝土表面的文章。 近十余年来,美国、韩国、澳大利亚、日本、中国台湾等分别开发研制了基于图像处理技术的桥梁裂缝自动检测车,用于桥梁状态的初步评估。,3 研究现状概述,,Ikhlas Abdel-Qader等(2003)将四种裂缝图像边缘检测算法(FHT、FFT、Sobel和Canny)的有效性进行对比。共进行了50张桥梁裂缝图像(25张含裂缝,25张不含裂缝)的试验,结果表明FHT判断裂缝是否存在的准确率达86,在四种算法中最有效。,A.Ellenberg等(2014)使用了无人机对砌体墙裂缝进行自动化探测,通过对在白纸上打印不同宽度的线条模拟真实的裂缝,并实践检验了不同拍摄距离的对裂缝检测的影响。,Mohammad R.Jahanshahi等(2011)提出基于针孔成像模型的原理,可对焦距、分辨率和距离等参数进行自动调节以实现对裂缝的探测,并使用了裂缝宽度目标为422像素的裂缝图片进行实验。通过采用220张随机合成的裂缝图片和220张非裂缝图像进行了验证,并采用形态学操作对裂缝进行了提取,证明了该方法的有效性。,3 研究现状概述,,日本的Yusuke Fujita等(2006)提出一种基于图像减法裂缝原始图像预处理的方法,该方法能有效消除非均匀照明等噪声,然后应用Hessian矩阵增强裂缝,采用阀值处理技术将裂缝从背景中分离。,3 研究现状概述,,韩国的Jeong Ho Lee等 2008 提出的裂缝信息识别系统流程为首先在图像中追踪裂缝的中心线,得到裂缝的形态。最后将提出的识别方法与Sobel、Canny和Fujita的方法的识别结果进行对比,对100张存在噪声的裂缝图像进行对比,结果表明采用提出的方法准确率最高。,3 研究现状概述,,同济大学的Li Li等(2012)提出了三个步骤提取路面裂缝图像背景修正;高斯滤波处理;直方图转换。将灰度图按波峰分成两个部分,只保留包含有裂缝信息的部分。使用了新的方法对裂缝进行预处理以及用Otsu法进行分割。,3 研究现状概述,,同济大学的闫霖等(2005) 利用建筑物立面上的平行线作为约束条件,计算相应平面透视影像上的灭点、灭线、投影中心及其他特征点线,以二维直接线性变换表达平面的透视影像与其平行影像间的变换关系,将建筑物立面影像纠正成具有度量特性的平行影像。,a 原始影像,b 生成的平行影像,3 研究现状概述,,方志、彭海涛等(2012)提出采用在混凝土表面粘贴纯色标定块来标定、修正原始图像,并对其进行对比增强、平滑等一系列处理后直接在图像上确定裂缝宽度的测量方法。,a 原始图像,b 旋转后图像,c 图像修正线,d 修正后的图像,(1)拍摄距离的确定 由于实际工程中裂缝存在宽度、长度等的不规则,不能直接用于研究像素解析度对裂缝提取的影响。本文中将通过在白纸上打印具有不同宽度的裂缝,在不同的焦距、像素、拍摄距离时,通过实验分析,研究能对目标宽度裂缝进行有效拍摄的最远距离。,4 基本思路,,(2)影像的纠正 对图像的修正理论进行研究,将倾斜的单幅图像纠正成具有度量特性的平行影像。,4 基本思路,,[x y 1][x0 y0 1]T,T为33阶变换矩阵,4 基本思路,,(3)裂缝形态的提取和评价体系的建立 1、对裂缝的形态进行识别和参数的提取,并将裂缝自动的分成水平裂缝、竖直裂缝、斜裂缝、网状裂缝等四类; 2、实现对裂缝的长度、宽度、最大裂缝宽度位置、网状裂缝的面积等特征参数计算; 3、最终将提取的裂缝信息与现有的技术状况评定标准相结合,建立相应的评价体系,对现有结构进行客观、准确的评定。,4 基本思路,,5 进度安排,,1、2014年8-12月查阅文献,相关资料; 2、2015年1月至2015年2月进行模拟裂缝的拍摄实验,分析试验结果; 3、2015年3月至7月撰写并发表小论文; 4、2015年8月至2015年11月完成毕业论文。,[1] Naoki Tanaka,Kenji Uernatsu.A Crack Detection in Road Surfacc Images Using Morphology[J].IAPR Workshop on Machine Vision Applications,Nov,17-19,1998154-157 [2]A. Ito, Y. Aoki, S. Hashimoto.Accurate extraction and measurement of fine cracks from concrete block surface image[J]. Proc. IECON, 2002, pp.77–82. [3]Pi-Cheng Tung, Yean-Ren Hwang and Ming-Chang Wu.The development of a mobile manipulator imaging system for bridge crack inspection[J].Automation in Construction Volume 11, Issue 6, October 2002, Pages 717-729. [4]Y.Fujita, Y.Mitani, Y.Hamamoto.A for Crack Detection on a Concrete Structure[C]. Hong Kong The 18th International Conference on Pattern Recognition,2006. [5]Z.Zhu,I.Brilakis.Defects Detection and Assessment of Concrete Surfaces[J].Intelligent Computing in Engineering.2008441-450. [6] Jeong Ho Lee,Jong Min Lee et al.Efficient Algorithms for Automatic Detection of Cracks on a Concrete Bridge[C].The 23rd ITC-CSCC,20081213-1214,6 主要参考文献,,[7] Mohammad R. Jahanshahi,Sami F. Masr.A Novel Crack Detection Approach for Condition Assessment of Structures [J].Computing in Civil Engineering,2011388-395 [8]Li Li,Li-junSun,Sheng-guang Tan,Guo-bao Ning.An Efficient Way in Image Preprocessing for Pavement Crack Images[C].CICTP ,20123095-3103 [9] A. Ellenberg,A.Kontsos,I.Bartoli,A.Pradhan.Masonry Crack Detection Application of an Unmanned Aerial Vehicle[J].COMPUTING IN CIVIL AND BUILDING ENGINEERING,20141788-1795 [10] 闫霖,林怡,陈鹰.基于单像视觉的平面透视影像度量纠正方法[J].计算机工程与应用,2005,411428-43 [11] 成盛,金南国,田野,金贤玉.混凝土裂缝特征参数的图形化定量分析新方法[J].浙江大学学报,2011,4561062-1066 [12]方志、彭海涛.基于图像分析技术的混凝土桥梁结构表面裂缝宽度检测[J].**大学学报,2012,3917-12 [13] 许薛军,张肖宁.基于数字图像的混凝土桥梁裂缝检测技术[J].**大学学报,2013,40734-40,6 主要参考文献,,衷心感谢各位老师和同学的指导,

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