[发明专利]一种基于图像分析的桥梁质量分析系统及方法

权利要求书

1.一种基于图像分析的桥梁质量分析方法，其特征在于，所述基于图像分析的桥梁质量分析方法包括：

使用声波探测器集成的探测头超声波探测桥梁的表面，探测中，探测头内部集成的分析模块对获得桥梁表面的形变数据、裂纹数据用模值收敛求解形变数据、裂纹数据的超越方程；对于一元超越方程f(x)＝0，f(x)的模|f(x)|，方程f(x)＝0与方程|f(x)|＝0等价；取模中，|f(x)|恒大于等于零，在区间[a,b]内，|f(x)|有非零极小值点c，在区间[d,e]内有零点s；在用模值收敛求解f(x)＝0方程时，先找出|f(x)|的极小值点；x轴上的任一段小区间[m,n],将区间[m,n]等分10份，有11个等分点，分别为比较这11个节点上|f(x)|的值，找出最小值所处的等分点x₀；若[m,n]内没有|f(x)|的极小值点，那么x₀＝m或x₀＝n；若[m,n]内有|f(x)|的极小值点，那么x₀取其中的某个值；当x₀≠m且x₀≠n，[m,n]内有|f(x)|的极小值点；以与x₀相邻的等分点为端点，取区间将其等分10份，同样找出最小值所处的等分点x₁，且|f(x₁)|≤|f(x₀)|；不断重复以上过程，得到一系列的点x₀,x₁,x₂,...；这些点为[m,n]区间内极小值点在不同精度下的数值解；

把探测出来的数据发送到与之连接的计算机，计算机进行在役桥梁失效因素评定：失效评定曲线方程为：垂直线的方程为：的值取决于钢筋混凝土材料的特性：按下式计算的值：计算机还进行平面缺陷的疲劳评定，首先依据疲劳裂纹扩展速率da/dN与裂纹尖端应力强度因子变化幅度ΔK关系式确定在规定的循环周期内疲劳裂纹的扩展量和最终尺寸；然后根据给出的判别条件，判断该平面缺陷是否会发生形变和疲劳断裂；

计算机把数据以图像的形式显示出来，当有危险的参数出现时，警报器进行报警。

2.如权利要求1所述基于图像分析的桥梁质量分析方法，其特征在于，探测头内部集成的分析模块对获得桥梁表面的形变数据、裂纹数据用模值收敛求解形变数据、裂纹数据的超越方程，具体包括：

1)用模值收敛求解超越方程

对于一元超越方程f(x)＝0，f(x)的模|f(x)|，方程f(x)＝0与方程|f(x)|＝0等价；

取模中，|f(x)|恒大于等于零，在区间[a,b]内，|f(x)|有非零极小值点c，在区间[d,e]内有零点s；

在用模值收敛求解该方程时，先找出|f(x)|的极小值点；x轴上的任一段小区间[m,n],将区间[m,n]等分10份，有11个等分点，分别为比较这11个节点上|f(x)|的值，找出最小值所处的等分点x₀；若[m,n]内没有|f(x)|的极小值点，那么x₀＝m或x₀＝n；若[m,n]内有|f(x)|的极小值点，那么x₀取其中的某个值；当x₀≠m且x₀≠n，[m,n]内有|f(x)|的极小值点；以与x₀相邻的等分点为端点，取区间将其等分10份，同样找出最小值所处的等分点x₁，且|f(x₁)|≤|f(x₀)|；不断重复以上过程，得到一系列的点x₀,x₁,x₂,...；这些点为[m,n]区间内极小值点在不同精度下的数值解；

2)找出极小值点后，接着从这些极小值点中区分出零点和非零点；

当极小值点为非零点时，将区间[a,b]等分得到一系列的点x₀,x₁,x₂,...，且|f(x₀)|≥|f(x₁)|≥|f(x₂)|≥...≥|f(c)|,|f(c)|为大于零的常数，为一个有限大的常数其中

当极小值点为零点时，将区间[d,e]等分得到一系列的点x₀,x₁,x₂,...，且|f(x₀)|≥|f(x₁)|≥|f(x₂)|≥...≥0,

3)对比零点与非零点的分析，在得到极小值点x₀,x₁,x₂,...后，根据的值来判断极小值是否为零点，选取一个特定值M，当收敛n步后，若则极值点为零点；M以及收敛的步数视不同的问题而定；在等分10份的情况下，均为零点；模值|f(x_n)|的收敛速度与初始区间[m,n]所取的大小以及[m,n]的等分数量有关，初始区间越小、等分越多，收敛越快。