基于无人机视频的桥梁裂缝识别方法研究
发布时间：2021-08-19 11:27
自20世纪90年代开始,中国公路桥梁建设得到快速发展。随着运营时间增长和车流量的增加,桥梁垮塌事故不断涌现,造成大量经济损失和人员伤亡,桥梁安全运营和健康监测越来越受到重视,目前我国公路桥梁已从大规模建设时期进入建设与管养并重时期,针对传统桥梁检测方法自动化程度低、效率低下、速度慢的不足,论文提出采用搭载高清变焦摄像头、激光测距仪、GPS定位控制系统的无人机进行桥梁检测,以实现桥梁安全状况快速检测与评估。论文首先介绍了国内外无人机应用于桥梁检测及病害图像识别技术研究现状,在此基础上制订出无人机桥梁检测方案,包括无人机型号选择,搭载激光测距仪、LED照明装置,改装摄像头云平台,实现正交拍摄桥梁底面;标定无人机摄像头像素,确定单像素大小;根据规划路线飞行,获得无人机桥梁病害图像。接着采用改进的中值滤波降低图像噪声,利用八方向的Sobel算子对图像进行边缘检测,根据形态学开运算原理,进一步去除噪声,得到较为清晰的二值图像,然后将二值图像分别向X轴、45°轴、Y轴、135°轴投影,以统计裂缝的特征;构造BP神经网络,对裂缝图像进行分类,根据分类结果与实际情况对比,裂缝分类识别正确率在90%以上...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桥梁事故
1.1 研究背景中国山川浩繁，河道纵横，自古以来就是世界桥梁强国。漫长的历史的进程中，无数的桥梁如同散落在广袤华夏大地的明珠。自 20 世纪 90 年代开始，中国公路桥梁事业步入大建设大发展时期。据交通运输部统计，2017 年年底，全国公路共有在役桥梁 83.25 万座，桥梁长度总和为 52256.2 千米，较上年同期增长 2.72 万座、3086.6 千米，其中特大桥梁 4646 座、826.72 万米，大型桥梁 91777 座、2424.37 万米[1]。我国桥梁建设取得举世瞩目的成绩的同时，一个问题不容忽视 不断涌现的桥梁垮塌事故，对国民人身安全和经济造成了不可挽回的巨大损失。根据交通部公告，2007 年至 2012年，在短短五年时间，我国共发生 37 例严重的桥梁垮塌安全事故，共计造成 180 多人死亡，国民经济损失高达数十亿人民币。目前我国公路路网在役桥梁老龄化严重，其中服役时间超过 20 年的桥梁约占四成，评价等级为三、四类的带病桥梁超过三成，评为危桥的超过十万座。桥梁安全隐患不容忽视，对桥梁健康的关注刻不容缓。
图 1-3 望远镜、相机检测 图 1-4 吊篮式桥梁检测车图 1-5 桁架式桥梁检测车 图 1-6 搭设支架检测人工现场调查方法的缺点大致存在以下四个方面：1.) 远距离观察工作量较大，速度较慢，效率低，容易造成检测人员眼睛疲劳，漏检率高，桥梁下部地面条件不允许等；2.) 桥梁检测车费用昂贵，不易普及，占用桥面车道，对行车安全造成威胁，容易
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无人机视觉的桥梁裂缝检测[J]. 陶晓力,武建,杨坤. 计算机技术与发展. 2018(03)
[2]Improved Sobel algorithm for defect detection of rail surfaces with enhanced efficiency and accuracy[J]. 石甜,孔建益,王兴东,刘钊,郑国. Journal of Central South University. 2016(11)
[3]无人机和机器人的自动化控制初步研究[J]. 肖羽秀. 电子科学技术. 2016(06)
[4]基于机器视觉的桥梁检测技术现状及发展[J]. 庞娜,赵启林,芮挺,朱斌. 现代交通技术. 2015(06)
[5]一种图像边缘检测算法的改进和实现[J]. 汪昡紫,孙宪坤,刘锴. 计算机技术与发展. 2014(09)
[6]基于八方向Sobel算子的边缘检测算法[J]. 郑英娟,张有会,王志巍,张静,范胜娟. 计算机科学. 2013(S2)
[7]一种小型无人机的导航系统方法设计[J]. 丁梦雨,芦利斌,金国栋. 电子设计工程. 2013(18)
[8]常用的数字图像边缘检测算法分析[J]. 吴昊. 淮海工学院学报(自然科学版). 2013(03)
[9]基于数字图像的混凝土桥梁裂缝检测技术[J]. 许薛军,张肖宁. 湖南大学学报(自然科学版). 2013(07)
[10]基于图像处理技术的混凝土路面裂缝检测方法[J]. 郭全民,张海先. 传感器与微系统. 2013(04)
博士论文
[1]航空图像的增强及其道路的提取和分析[D]. 王志伟.长安大学 2017
硕士论文
[1]基于特征空间的旋转多字体文字识别[D]. 程加乐.长安大学 2016
[2]基于Matlab的路面裂缝识别算法研究[D]. 任炳兰.长安大学 2014
[3]基于数字图像处理的混凝土桥梁底面裂缝的检测[D]. 刘小燕.武汉理工大学 2014
[4]基于图像处理技术的桥梁裂缝检测[D]. 王玮华.长安大学 2013
[5]基于图像处理的路面裂缝检测系统设计与研究[D]. 周林.太原理工大学 2013
[6]面向桥梁检测的四旋翼飞行器控制系统研究[D]. 王小莉.重庆交通大学 2013
[7]基于数学形态学的图像去噪[D]. 耿帅.山东师范大学 2012
[8]基于多足爬墙机器人平台的桥梁裂缝检测方法研究[D]. 蔡钊雄.华南理工大学 2012
[9]基于数字图像处理技术的路面裂缝检测算法研究[D]. 胡世昆.南京邮电大学 2012
[10]灰度图像彩色化的算法研究[D]. 张欢.西安电子科技大学 2011
本文编号：3351325
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桥梁事故
1.1 研究背景中国山川浩繁，河道纵横，自古以来就是世界桥梁强国。漫长的历史的进程中，无数的桥梁如同散落在广袤华夏大地的明珠。自 20 世纪 90 年代开始，中国公路桥梁事业步入大建设大发展时期。据交通运输部统计，2017 年年底，全国公路共有在役桥梁 83.25 万座，桥梁长度总和为 52256.2 千米，较上年同期增长 2.72 万座、3086.6 千米，其中特大桥梁 4646 座、826.72 万米，大型桥梁 91777 座、2424.37 万米[1]。我国桥梁建设取得举世瞩目的成绩的同时，一个问题不容忽视 不断涌现的桥梁垮塌事故，对国民人身安全和经济造成了不可挽回的巨大损失。根据交通部公告，2007 年至 2012年，在短短五年时间，我国共发生 37 例严重的桥梁垮塌安全事故，共计造成 180 多人死亡，国民经济损失高达数十亿人民币。目前我国公路路网在役桥梁老龄化严重，其中服役时间超过 20 年的桥梁约占四成，评价等级为三、四类的带病桥梁超过三成，评为危桥的超过十万座。桥梁安全隐患不容忽视，对桥梁健康的关注刻不容缓。
图 1-3 望远镜、相机检测 图 1-4 吊篮式桥梁检测车图 1-5 桁架式桥梁检测车 图 1-6 搭设支架检测人工现场调查方法的缺点大致存在以下四个方面：1.) 远距离观察工作量较大，速度较慢，效率低，容易造成检测人员眼睛疲劳，漏检率高，桥梁下部地面条件不允许等；2.) 桥梁检测车费用昂贵，不易普及，占用桥面车道，对行车安全造成威胁，容易
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无人机视觉的桥梁裂缝检测[J]. 陶晓力,武建,杨坤. 计算机技术与发展. 2018(03)
[2]Improved Sobel algorithm for defect detection of rail surfaces with enhanced efficiency and accuracy[J]. 石甜,孔建益,王兴东,刘钊,郑国. Journal of Central South University. 2016(11)
[3]无人机和机器人的自动化控制初步研究[J]. 肖羽秀. 电子科学技术. 2016(06)
[4]基于机器视觉的桥梁检测技术现状及发展[J]. 庞娜,赵启林,芮挺,朱斌. 现代交通技术. 2015(06)
[5]一种图像边缘检测算法的改进和实现[J]. 汪昡紫,孙宪坤,刘锴. 计算机技术与发展. 2014(09)
[6]基于八方向Sobel算子的边缘检测算法[J]. 郑英娟,张有会,王志巍,张静,范胜娟. 计算机科学. 2013(S2)
[7]一种小型无人机的导航系统方法设计[J]. 丁梦雨,芦利斌,金国栋. 电子设计工程. 2013(18)
[8]常用的数字图像边缘检测算法分析[J]. 吴昊. 淮海工学院学报(自然科学版). 2013(03)
[9]基于数字图像的混凝土桥梁裂缝检测技术[J]. 许薛军,张肖宁. 湖南大学学报(自然科学版). 2013(07)
[10]基于图像处理技术的混凝土路面裂缝检测方法[J]. 郭全民,张海先. 传感器与微系统. 2013(04)
博士论文
[1]航空图像的增强及其道路的提取和分析[D]. 王志伟.长安大学 2017
硕士论文
[1]基于特征空间的旋转多字体文字识别[D]. 程加乐.长安大学 2016
[2]基于Matlab的路面裂缝识别算法研究[D]. 任炳兰.长安大学 2014
[3]基于数字图像处理的混凝土桥梁底面裂缝的检测[D]. 刘小燕.武汉理工大学 2014
[4]基于图像处理技术的桥梁裂缝检测[D]. 王玮华.长安大学 2013
[5]基于图像处理的路面裂缝检测系统设计与研究[D]. 周林.太原理工大学 2013
[6]面向桥梁检测的四旋翼飞行器控制系统研究[D]. 王小莉.重庆交通大学 2013
[7]基于数学形态学的图像去噪[D]. 耿帅.山东师范大学 2012
[8]基于多足爬墙机器人平台的桥梁裂缝检测方法研究[D]. 蔡钊雄.华南理工大学 2012
[9]基于数字图像处理技术的路面裂缝检测算法研究[D]. 胡世昆.南京邮电大学 2012
[10]灰度图像彩色化的算法研究[D]. 张欢.西安电子科技大学 2011
本文编号：3351325
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