基于机器视觉的混凝土裂缝检测方法研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wtxsing
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着经济社会的发展,大量的混凝土设施投入建设和运营,混凝土设施的缺陷检测需求与日俱增。其中裂缝是混凝土工程最常见的缺陷,裂缝的出现会使得二氧化碳等腐蚀性物质更容易渗入混凝土内部,会对混凝土设施的耐久性和安全性造成隐患,严重的甚至会造成结构性的破坏。但是目前的检测方法还是以人工检测为主,不仅成本高,主观性强,而且检测效率容易受到检测者疲劳程度的影响,容易出现漏检等现象,并且在很多检测场合下危险系数极大。随着计算机硬件性能的不断提高,无人机等自动巡航设备的出现,以及计算机视觉技术的飞速发展,使得混凝土裂缝的自动化检测成为了可能并且该领域已经成为了热点研究领域。  本文首先分析了国内外裂缝检测技术的现状和趋势并总结梳理了当前研究工作的特点,然后提出了一种新的基于计算机视觉的混凝土裂缝识别方法。该方法不仅准确率高而且鲁棒性强,对于推进自动化智能化的混凝土质量检测技术的发展具有重要而积极的意义。该方法主要包括以下几个部分: (1) 首先对采集到的图像进行灰度化预处理,然后使用 Gabor 滤波器来进行滤波处理并提取多方向多尺度的初步特征。(2)对提取到的Gabor特征使用均匀模式LBP(Local Binary Pattern,局部二值模式)算子进行编码,并提取ULGBPHS特征(Uniform Local Gabor Binary Pattern Histogram Sequence,均匀模式局部二值编码直方图序列)作为图像描述特征。(3)由于提取到的 ULGBPHS 特征维数较大,并且包括大量非线性模式,本文采用Kernel PCA的方法进行非线性特征压缩来降低分类器的分类计算时间。(4) 对于提取并压缩后的特征,需要使用准确率高的分类器来进行识别工作。本文提出使用基于邻近支持向量机的斜向随机森林分类识别算法。(5)由于斜向随机森林分类器的参数以往都是根据研究者的经验来设定,主观性强,准确率低,本文提出了使用自适应的遗传算法来对斜向随机森林的参数进行寻优。  根据提出的算法,本文在实验章节讨论了 Gabor 的尺度和方向参数以及ULGBPHS的分块大小参数对识别率的影响,来便于选择最优的特征提取编码参数。同时本文通过 t-分布随机邻域嵌入算法可视化地研究了 Kernel PCA (Kernel Principal Component Analysis,核主成分分析)以及 PCA(Principal Component Analysis,主成分分析)两种压缩方式的数据结构特征并探讨了不同压缩方式对识别率的影响。实验章节最后本文将所使用的分类器与典型的传统分类方法进行了比较分析,结果验证了基于邻近支持向量机的斜向随机森林分类识别算法对识别混凝土裂缝的有效性和准确性。本文所设计的混凝土裂缝检测方法,对于推动智能化混凝土检测技术的发展具有积极的意义。
其他文献
期刊
现代项目管理的理念与方法日益为各类组织所重视并在各行业得到了广泛的应用,如何不断提升组织的项目管理能力成为人们关注的焦点,因此作为一种项目管理能力持续改进机制的项目
期刊
期刊
针对二维多项式非线性系统,提出了基于特征根负定配置的镇定控制方法.引入自由多项式,克服系统状态矩阵描述的不惟一性,进而降低控制综合问题求解的保守性.将特征根负定配置
编者按:2006年10月15至18日在辽宁沈阳举行的全国广播节目展销会暨中国广播电台台长(总监)论坛被业界称为继云南广播百年纪念活动后的又一盛会,来自全国各级电台、广播节目制
期刊
我国移动增值业务从2000年中国移动推出“移动梦网创业计划”以来迅速发展,尤其是2002年开始出现的短信业务“井喷”式发展,吸引了大量的社会资源进入增值业务市场,增值业务似乎
期刊
2011年1月15日,鄢醒(1986年生于中国重庆,生活和工作在中国北京)在我策划的一个展览中呈现了一个名为《DADDY项目》(2010)的行为作品。在这次令人心酸的呈现中,鄢醒面对着白