[发明专利]一种表面裂缝的检测方法及系统

说明书

本发明涉及裂缝检测领域，具体是涉及一种表面裂缝的检测方法及系统。

背景技术

建筑物、公路、桥梁和隧道表面不可避免地存在裂缝，例如混凝土桥底的裂缝，由于裂缝是影响桥梁安全的重要因素之一，因此，对桥梁结构进行定期检测，以便及时发现裂缝是否产生和扩展是监控桥梁状况的有效手段。传统的检测方法是检测人员使用望远镜远距离观察桥底的裂缝，或者通过搭建的桥底平台近距离观察桥底的裂缝，检测人员手动记录裂缝的长度、宽度等数据。由于桥底的裂缝常常交错且分布不规律，导致人工检测方法的劳动强度大，记录的裂缝数据受环境和人为因素影响较大，裂缝数据的准确性较差，可靠性低，而且搭建桥底平台花费大，周期长，危险性高。

随着图像采集和数字图像处理技术的快速发展，目前也出现了基于图像处理技术的裂缝检测方法，使用这些方法获得裂缝区域后，还需要进一步计算获得裂缝的面积、长度、平均宽度等数据，以判断裂缝的产生和扩展情况。当裂缝的宽度变化较大时，通常将裂缝区域划分为大小相等的多个局部区域，然后对每一个局部区域中的裂缝分别计算。但是，对于交错且分布不规律的裂缝，每个局部区域中的裂缝往往各不相同，根据裂缝区域的每个像素点进行统计计算的计算量大，花费时间较长，导致裂缝检测效率低。因此，对较复杂的表面裂缝进行有效划分是急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种表面裂缝的检测方法，本发明的另一目的在于提供一种表面裂缝的系统，以裂缝交叉点为基准对裂缝图像中的裂缝进行划分，获得的每一个局部区域包括与交叉点相连的一条裂缝。

本发明提供一种表面裂缝的检测方法，包括以下步骤：

采集裂缝图像，所述裂缝图像包括多条裂缝的交叉点以及用于计算每个像素点代表的实际长度的计算标准；

以所述交叉点为基准提取多个局部区域，每一个所述局部区域包括与所述交叉点相连的一条裂缝；

获取所述局部区域中裂缝的面积和周长以计算裂缝的平均宽度。

在上述技术方案的基础上，以所述交叉点为基准提取多个局部区域的方法包括：

从所述裂缝图像中获取所述交叉点的位置；

以所述交叉点为圆心获取预定半径的圆形区域；

提取与所述圆形区域相连的每一条裂缝的最小外接矩形作为所述局部区域。

在上述技术方案的基础上，从所述裂缝图像中获取所述交叉点的位置的方法包括：

对所述裂缝图像进行预处理得到二值化图像，所述二值化图像包括由不连续的连通区域连接而成的裂缝区域；

对所述裂缝区域细化后获得裂缝的骨架，并从所述骨架中获取所述交叉点的位置。

在上述技术方案的基础上，对所述裂缝图像进行预处理得到二值化图像的方法包括：

对所述裂缝图像依次进行灰度转换、阈值分割和平滑去噪处理得到不连续的连通区域；

对于每一个所述连通区域，以所述连通区域的任一边缘像素点为中心点选取预定尺寸的矩形区域；当所述矩形区域的任一边界像素点的灰度值与中心点相同时，从所述边界像素点与中心点的连线上提取所述边界像素点的相邻像素点，将所述相邻像素点的灰度值设置为中心点的灰度值；

计算连接后的所述连通区域的近似长度、平均宽度和面积，当计算结果符合预设的裂缝判定条件时，判定连接后的所述连通区域为裂缝区域。

在上述技术方案的基础上，所述预设的裂缝判定条件为同时满足A_w≤ω、A_l/A_w≥λ和A_a≥s，其中，A_w、A_l和A_a分别为连接后的所述连通区域的平均宽度、近似长度和面积，A_l/A_w为近似长度和平均宽度的比值，ω为平均宽度的阈值，λ为近似长度和平均宽度的比值的阈值，s为面积的阈值。

在上述技术方案的基础上，所述圆形区域的预定半径r为：r＝mW_max，W_max为每一个判定为裂缝区域的连通区域的平均宽度中的最大值，m>1。

在上述技术方案的基础上，提取与所述圆形区域相连的每一条裂缝的最小外接矩形作为所述局部区域的方法包括：

提取与所述圆形区域相连的所述裂缝区域的最小外接矩形作为所述局部区域。

在上述技术方案的基础上，获取所述局部区域中裂缝的面积和周长以计算裂缝的平均宽度的方法包括：