基于数字图像混凝土桥梁裂缝检测技术

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1、基于数字图像混凝土桥梁裂缝检测技术摘要：应用visualC++6.0语言编制程序，研究了基于数字图像的桥梁裂缝检测方法，深入分析评价了图像灰度化、棋盘格角点求解像素率、滤波除噪、边缘检测等图像处理算法，实现了基于视频（或图像）的桥梁裂缝宽度计算和软件系统，并用15幅桥梁裂缝图像验证了其裂缝检测精度.结果表明：本文提出的裂缝识别方法能较好地用于钢筋混凝土桥梁和B类预应力混凝土桥梁的裂缝检测，当裂缝宽度大于0.3mm时，图像计算出的裂缝宽度值与实测值非常接近，相对误差在6%以内；当裂缝宽度为0.2〜0.3mm时，相对误差在10%以内.关键词：混凝土桥梁；裂缝检测；数字图

2、像；计算机识别；图像处理中图分类号：U446.3文献标识码：ACrackDetectionofConcreteBridgesBasedDigitalImageXUXuejunl,2,ZHANGXiaoningl（1.SchoolofCivilEngineeringandTransportation,SouthChinaUnivofTechnology,Guangzhou,Guangdong510641,China；2.AdministrationBureauforHighwayofGuangdongProvince,Guangzhou,Guangdong510075

3、,China)Abstract：Acrackdetectionmethodofconcretebridgeswasproposedbyusingdigitalimagetechnology,andsomeimageprocessingalgorithms,includinggrayprocessingofimage,calculationofpixelrate,imagenoisefilter,andedgedetectionofcrack,wereanalyzedandevaluatedforthecrackdetectionofconcretesurface・T

4、hen,acomputerprogramwasdevelopedwithvisualC++6・0programminglanguagetodetectthecracks,whichwastestedwith15casesofbridgevideoimages・TheresultshaveindicatedthatthismethodcaneffectivelydetectthewidthofcracksforreinforcedconcretebridgesandtheBtypeprestressedconcretebridges.TheresuItshaveals

5、oshowedthattherelativeerroriswithin6%forthemorethan0.3mmcracksanditislessthan10%forthecrackwidthbetween0.2mmto0.3mm.Keywords:concretebridge；crackdetection；digitalimage；computervision；imageprocessing在混凝土桥梁的日常检测、定期检测以及梁底裂缝检测中，通常用吊装设备将桥梁工程师送到桥梁梁底，用裂缝观测仪读取裂缝宽度，手工记录裂缝位置、宽度、长度等信息.该方法效率低，耗力费时

6、，难以把握裂缝的最宽位置，不适应现代桥梁高速发展的需求•近年来，一些学者开展研究了基于图像分析处理技术的混凝土构件裂缝识别、检测方法.如TongEl］和Xu［2］等对图像分割算法进行了对比，并获取了图像中的裂缝宽度值，其研究重点是图像处理算法，缺乏对实际裂缝图像的检测和验证.方志等［3］研究了正拍和斜拍图像的混凝土裂缝检测方法，但在修正和标定图像过程中，容易扭曲实际裂缝•赵吉广［4］研究了路面破损图像处理方法；AtsushiIto［5］等通过粘贴刻度条确定裂缝面积，但难以确定裂缝宽度；Tung等［6］研究了基于双摄像头的裂缝采集方法，该方法难以准确标定裂缝图像，仅能

7、检测裂缝的分布状态，不能确定裂缝宽度•楼伟等［7］用黑白CCD摄像机实地摄取路面图像，并提取裂缝轮廓•上述方法均采用Matlab等图像处理功能实现裂缝图像的处理，通过阈值分割将桥梁裂缝提取出来，若混凝土表面存在气孔、蜂窝、剥落等情形，分隔后的图像仍存在局部噪声，影响了裂缝的识辨.湖南大学学报（自然科学版）2013年第7期许薛军等：基于数字图像的混凝土桥梁裂缝检测技术本文提出了基于数字图像的桥梁裂缝检测构想，在桥梁表面粘贴棋盘格标定板，用摄像机采集桥梁视频，在视频帧中提取桥梁裂缝图像；用VisualC++6.0语言编制程序，对图像灰度化、滤波除噪、边缘检测等图像处