【摘 要】
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近年来桥梁工程事故灾害频发,因此对桥梁安全隐患做好排查显得尤为重要。裂缝的出现预示着桥梁结构存在缺陷,裂缝的持续发展会扩大桥梁结构性损伤,从而造成桥梁结构刚度和承载能力不足。因此,对裂缝进行检测可以及时发现桥梁安全隐患。基于图像处理的非接触测量技术正在成为裂缝检测的主流方法。但是,目前的裂缝图像检测技术一般利用硬件设备采集图像后传输给后端的软件进行处理,当大跨桥梁进行移动式、扫描式检测时,图像检测
【基金项目】
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中新国际联合研究院科研项目（大跨桥梁智能检测装备研发及产业化,205-A018001）；
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近年来桥梁工程事故灾害频发,因此对桥梁安全隐患做好排查显得尤为重要。裂缝的出现预示着桥梁结构存在缺陷,裂缝的持续发展会扩大桥梁结构性损伤,从而造成桥梁结构刚度和承载能力不足。因此,对裂缝进行检测可以及时发现桥梁安全隐患。基于图像处理的非接触测量技术正在成为裂缝检测的主流方法。但是,目前的裂缝图像检测技术一般利用硬件设备采集图像后传输给后端的软件进行处理,当大跨桥梁进行移动式、扫描式检测时,图像检测技术无法满足对裂缝实时分析的需求。因此,亟需进一步发展具有实时性、准确性的桥梁裂缝检测技术。FPGA（Field Programmable Gate Array）具有图像处理速度快、性价比高等优点,目前已广泛运用于实时图像处理领域。因此,本文结合FPGA硬件系统、裂缝图像处理算法及非接触测量算法,完成了以下研究内容:（1）设计了基于FPGA的硬件系统。该系统以FPGA为主控芯片,实现了裂缝图像的实时采集、处理、测量和显示。（2）提出了基于FPGA的裂缝图像处理算法。该算法利用FPGA实现了自适应阈值裂缝边缘提取,能有效消除噪声干扰,实时提取完整清晰的裂缝边缘轮廓。（3）提出基于FPGA的激光虚拟标尺算法。该算法采用FPGA实现了裂缝图像比例尺的非接触实时计算,进而对处理后的裂缝图像进行几何尺寸的测量。（4）提出了基于FPGA的双目立体视觉算法。该算法通过FPGA实现了裂缝图像的三维坐标获取,进而对裂缝进行空间定位。
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