基于数字图像的混凝土结构构件裂缝测量

摘要

"建筑工程结构构件裂缝自动搜索"是天津市社会发展基金资助项目.该项目的研究目的是针对当今建筑领域急需解决的结构构件裂缝问题,成功研制一套建筑工程结构物裂缝自动搜索和测量系统,为进行工程安全性监控研究提供全面准确的监测数据. 本文对混凝土结构裂缝用数字图像处理的方法进行了研究,得到裂缝的宽度信息,并将由扫描机构带动裂缝仪对混凝土结构区域进行大面积扫描得到的序列图像进行图像拼接,得到一幅完整的全景图像. 本文主要完成以下工作: 1)根据混凝土结构裂缝图像的特点,实现了混凝土结构裂缝宽度的测量算法. 算法中引入了辅助图像的理念辅助进行图像处理,减少了图像处理的数据量,使测量时间可以减少一个或两个数量级,并且提高了测量精度. 2)对由中心线和左右边缘求裂缝宽度和由左右边缘求裂缝宽度两种方法进行了研究,采用后者作为本课题的计算方法. 3)对几种典型的图像配准方法进行了评估和筛选,结合混凝土结构裂缝图像的特点,采用了基于面积的模板二次匹配方法.论述了基于面积的模板二次匹配方法的原理,并给出了算法和实验结果. 4)对于图像合并,首先分析了图像拼接时产生缝隙的原因,然后采用了渐入渐出的方法实现图像的平滑拼接,以消除缝隙. 5)对于有小角度(±5°以内)旋转时的裂缝图像拼接,通过两次图像配准,求出图像旋转的角度,根据求得的图像旋转角度对图像进行校正,然后对校正后的图像采用无旋转时的图像拼接方法完成拼接.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究背景及现实意义

1.2裂缝检测技术的研究动态

1.3图像检测技术与图像拼接的应用现状

1.3.1图像检测技术的特点及应用

1.3.2图像拼接的发展与应用

1.4本文的主要工作

第二章裂缝宽度的计算与分析

2.1裂缝图像采集

2.2裂缝图像处理算法概述

2.3辅助图像生成与处理

2.3.1整体阈值分割

2.3.2辅助图像生成

2.3.3辅助图像处理

2.4裂缝区域阈值分割

2.5裂缝宽度的两种计算方法

2.5.1由中心线和边缘求宽度

2.5.2由左右边缘求宽度

2.6图像标定

2.7计算结果及分析

本章小结

第三章裂缝图像拼接

3.1图像拼接的原理与方法

3.1.1图像拼接原理

3.1.2图像拼接方法

3.1.3图像自动拼接对算法的要求

3.1.4影响图像自动拼接的主要因素

3.2图像配准

3.2.1图像配准概述

3.2.2图像配准算法选择

3.2.3基准模板的自动选取

3.3图像合并

3.4有旋转时的裂缝图像拼接

本章小结

第四章总结与展望

4.1工作总结

4.1.1本文的主要工作

4.1.2本文的创新之处

4.2工作展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢