基于图像处理的裂缝宽度检测系统的研究与实现

摘要

房屋、道路和桥梁等工程构件表面不可避免地存在大量的裂缝,而裂缝的宽度常被作为构件评估、施工验收、事故鉴定和维修补救的重要依据,因而研究和设计裂缝宽度检测系统无疑具有重要的工程实际意义。传统的裂缝宽度检测系统由于人为主观因素大,检测效率低,检测设备笨重,使用不够灵活方便等原因限制了系统的应用范围。为了提高裂缝检测的效率以及满足便携式检测的需求,本文利用Android系统的开源性、便捷性和功能强大等优势,并采用图像处理方法在Android上设计了一个裂缝宽度的检测系统。
　　本文在Android系统中进行了摄像头的预览、拍照、保存和关闭等功能的设计与开发,从而实现了裂缝图像的采集;通过研究常用的图像处理算法,并结合Android操作系统的性能特点,设计了一套适合本课题的裂缝图像处理算法,包括灰度化、图像增强、平滑滤波、二值化、形态学去噪和Canny边缘检测,并将该套图像处理算法在Android系统中实现,进而可提取出裂缝的边缘特征信息;然后根据系统设计的像素标定并执行特定的算法程序计算出裂缝的实际宽度,并将结果以波形显示出来;为了实现人机交互,完成了系统的界面设计。最后,在MATLAB下完成了五种图像处理算法的实验测试和处理效果的分析对比,并验证了本系统所选算法的有效性和合理性,而且在运行Android2.3操作系统的三星5830i手机上对设计实现的裂缝宽度检测系统进行了测试实验研究。
　　本文详细讨论了基于图像处理的裂缝宽度的检测算法,论述了裂缝宽度检测系统的设计方案和实现过程,给出了系统的测试结果,并对裂缝宽度的计算精度进行了验证。实验结果表明,本文所设计的裂缝宽度检测系统能有效的检测出裂缝的边缘并计算出裂缝的宽度,可以满足工程实际的需求。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究的主要内容

1.4 论文结构安排

第二章 裂缝宽度检测相关理论

2.1 图像预处理

2.2 图像二值化

2.3 数学形态学

2.4 边缘检测

2.5 本章小结

第三章 裂缝宽度检测系统设计

3.1 系统总体设计

3.2 Android系统平台的选择

3.3 系统功能设计

3.4 系统工作流程

3.5 本章小结

第四章 裂缝宽度检测系统实现

4.1 Android应用程序开发

4.2 摄像头采集实现

4.3 图像处理算法实现

4.4 裂缝宽度测量实现

4.5 本章小结

第五章 系统测试及实验结果

5.1 测试硬件配置

5.2 系统模块测试

5.3 图像处理测试与结果分析

5.4 宽度计算测试与结果分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参 考 文 献

致谢

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