基于智能手机的混凝土结构裂缝检测软件的开发研究

发布时间：2017-07-02 04:00

  本文关键词：基于智能手机的混凝土结构裂缝检测软件的开发研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：混凝土结构的裂缝问题一直以来受到工程界和研究者的关注与重视,除了从设计、施工与材料等方面控制与减少裂缝的发生外,采用相对应的检测手段,及时检测裂缝的产生和扩展情况也是有关裂缝问题的重要课题。混凝土结构表面裂缝的检测以人工读数检测法或计算机图像分析法为主,前者在很大程度上取决于检测人员的经验和责任心,容易导致数据客观公正性不足,后者则需要计算机进行处理,无法实时获得检测数据,便捷性不够。鉴于人工读数检测法和计算机图像分析法存在的不足,以及智能手机普及率和运算速度的提高,研究基于智能手机的混凝土结构裂缝特征参数检测是十分有必要的。本研究在查阅大量文献资料的基础上,首先,对裂缝检测软件开发的整体方案进行设计,其中图像处理是本研究的关键技术之一,就是将图像转变成矩阵存进内存,再使用各种算法进行相关的处理。本文对最佳阈值法和最大类间方差法这两种图像二值化过程中阈值选取最常用的方法进行了介绍,并分别应用于混凝土、水泥砂浆、乳胶漆三种不同界面的裂缝二值化处理,经过比较选取了最佳阈值法作为裂缝图像二值化的算法。其次,本文明确了待测混凝土结构表面裂缝的特征参数,简述了裂缝面积、长度、宽度的计算方法,并结合智能手机和混凝土结构裂缝的特点对主要计算方法进行了比较和选择。然后,本文分别对Java语言的特点和编译流程,Eclipse的体系结构、特点、优点和Android系统的特点、系统框架进行了概述,详细介绍了如何搭建Java开发环境,并最终在Eclipse平台中采用Java语言编程实现裂缝检测软件的开发。最后,以一款大众化的智能手机三星I9268作为软件运行环境,分别对模拟裂缝和混凝土试块裂缝进行实测,并与裂缝读数显微镜测量结果进行比较,从而对裂缝检测软件的精度进行验证。本文将智能手机与混凝土结构裂缝检测技术进行结合,开发了基于智能手机的混凝土结构裂缝检测软件,用其识别并计算出裂缝的最大宽度和平均宽度。该软件可用于施工现场混凝土结构的施工质量控制,也便于每一位智能手机用户对自己房屋结构进行安全检测。
【关键词】：混凝土结构 智能手机 图像处理 裂缝
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU37;TU317
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 数字图像检测技术的特点与应用现状11-12
• 1.2.2 混凝土裂缝宽度检测技术的现状12-14
• 1.2.3 Android在移动设备的应用现状14
• 1.2.4 智能手机特点及发展情况14-15
• 1.3 论文研究思路和主要内容15-17
• 第2章 基于智能手机的裂缝检测软件设计及图像处理17-37
• 2.1 概述17
• 2.2 裂缝检测软件的设计方案17-21
• 2.2.1 基于图像中参照物的测量方法17-18
• 2.2.2 裂缝图像处理整体方案18-21
• 2.3 裂缝图像的采集与标定21-23
• 2.3.1 裂缝图像的采集21-22
• 2.3.2 裂缝图像的标定22-23
• 2.4 裂缝图像的数字处理23-36
• 2.4.1 图像数字处理基础23-24
• 2.4.2 图像的灰度处理24-26
• 2.4.3 图像的二值化26-32
• 2.4.4 图像的滤波平滑32-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第3章 混凝土结构裂缝特征参数的确定37-45
• 3.1 概述37
• 3.2 裂缝特征选择37-38
• 3.3 裂缝面积计算的方法38-40
• 3.3.1 像素点统计法38
• 3.3.2 链码面积计算法38-40
• 3.4 裂缝长度计算的方法40
• 3.5 裂缝宽度计算的方法40-44
• 3.5.1 人机交互法40-41
• 3.5.2 最小距离法41-42
• 3.5.3 水平标尺法42
• 3.5.4 中心线法42-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 智能检测软件实现与分析45-69
• 4.1 概述45
• 4.2 相关开发技术与平台45-48
• 4.2.1 Java语言45-46
• 4.2.2 Eclipse平台46-47
• 4.2.3 Android系统47-48
• 4.3 开发环境的搭建48-52
• 4.3.1 JDK安装48-49
• 4.3.2 配置环境变量49-52
• 4.3.3 Eclipse安装52
• 4.4 软件实现52-66
• 4.4.1 软件实现环境52-53
• 4.4.2 软件安装测试53-54
• 4.4.3 软件的工作界面54-56
• 4.4.4 软件精度的模拟验证56-61
• 4.4.5 软件精度的实物验证61-66
• 4.4.6 卸载软件测试66
• 4.5 本章小结66-69
• 第5章 总结与展望69-71
• 5.1 主要研究成果69
• 5.2 研究中的不足及展望69-71
• 参考文献71-75
• 附录 最佳阈值法算法75-77
• 作者在攻读硕士学位期间所取得的科研成果77-79
• 致谢79

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