基于单目视觉的非接触式混凝土裂缝测量方法研究

发布时间：2020-04-26 14:12

【摘要】：近年来,研究者们将数字图像技术应用在混凝土裂缝检测上,并有一定的成效,这人们重新认识了图像识别损伤技术的前景。针对传统的工程领域损伤检测存在的耗费时间和人力、自动化程度不高的现状,本文基于Harris角点检测算法和亚像素角点提取的棋盘格图像处理技术及计算机单目视觉技术,开发了一套自动化的非接触的裂缝指标标准化测量流程和测量程序,通过一系列的模拟实验和实际的混凝土裂缝测量实验,验证了混凝土裂缝测量标准化操作流程和程序的可行性和有效性。论文系统地推导了从双目视觉测量原理到单目视觉测量技术,建立了完整的裂缝测量理论框架与标准化操作流程,为模拟实验和实体实验打好了充足的理论基础。此外,论文还详细研究了基于数字图像的像素点提取方法,阐述了用Harris角点检测的方法定位角点,再用基于向量法的亚像素角点提取方法将角点定位到亚像素级,增加了角点像素坐标的提取精度。本论文还设置了三个模拟实验和一个实体实验。其中模拟实验的实验第一部分主要探究拍摄角度(正摄和斜摄)、拍摄距离(远和近)、棋盘靶标是否在图像中心(中心和非中心)3个因素对测量精度的影响,发现摄像机尽量保持正摄、拍摄距离近以及棋盘格分布在图像中心是测量精度的正向影响因素;实验第二部分主要探究标靶尺寸精度对坐标定位精度的影响,发现制作精良的定制版棋盘格相比于粗糙的打印版棋盘格能够得到更好的测量结果;实验第三部分主要探究在测量误差较小的情况下摄像机与棋盘格的有效距离和探究棋盘格尺寸大小对测量精度的影响,发现对于裂缝宽度为0.5mm以上并采用24mm和10mm的棋盘格尺寸时,有效拍摄距离以及有效提取角点的图像获取距离分别是为2m和1m,且棋盘格尺寸越大,测量误差越小;而混凝土裂缝测量实体实验则保证了接近正摄、采用高精度的定制版棋盘格以及在有效测量范围内的条件来获取数据图像,通过数据分析发现,各裂缝段最大宽度的测量值误差率较小,在8%左右,比较接近其实际值,这进一步验证了本论文提出的自动化的裂缝测量程序和标准化测量流程的可行性和有效性。
【图文】：

传统的混凝土裂缝测量方法举例

增强现实检测
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;TU755.7

【参考文献】

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本文编号：2641584