[发明专利]数字成像系统在混凝土桥梁裂缝检测和分析中的应用方法

权利要求书

1.一种数字成像系统在混凝土桥梁裂缝检测和分析中的应用方法，其特征在于：它包括以下内容：

S1、混凝土桥梁表观状况检查高清数字图像的生成、处理与分析

准备摄像设备；

图像采集、视角修正、几何尺寸标定及图像拼接；

使用不同距离、不同角度进行拍摄，对处理软件的镜头补正、倾斜补正、图像结合、缩尺设定、图形描画、裂缝抽取功能进行调试，确定合适的拍摄距离与拍摄角度；

分析拍摄角度、距离及光线因素对图像品质及混凝土表观检测精度的影响，建立数字图像分析的逻辑算法，包括彩色与黑白图像转换及各自算法、对比度调节、界线平滑处理、特征提取；识别与完整记录混凝土构件的表面缺陷；

三维建模：上述处理过的图片用于三维建模，在得到混凝土桥梁表观状况的平面高清数字图像后，进行三维建模工作；

S2、混凝土桥梁表下缺陷检查红外数字图像的生成、处理与分析

准备红外成像设备；

然后用带有预制下表缺陷的混凝土试件在不同环境下进行红外成像试验，分析下表缺陷的吸-放热特征，建立红外成像与下表缺陷的对应关系；

分析环境温度、温度变化速率、湿度、风速因素的影响，识别与完整记录混凝土构件的下表缺陷；

桥梁检测系统分别在温湿度相差较大的环境中进行混凝土缺陷进行红外拍摄，来研究表下缺陷的吸-放热特征，建立红外成像与下表缺陷的对应关系；

S3、组装与调试混凝土桥梁表观状况与表下缺陷同步数字成像检测设备

将三维高清摄像技术和红外检测技术系统融合，利用高清摄像技术拍摄混凝土桥梁表观图片并处理分析，利用红外检测技术拍摄混凝土桥梁下表图片并处理分析，实现对桥梁表观质量与表下缺陷进行同步检测，建立混凝土桥梁裂缝检测的数字成像系统，能够对检测结果进行自动匹配和对比分析；

将混凝土模拟试件组合成更大的混凝土试件，结合混凝土三维表观检测数字成像技术与混凝土表下缺陷红外成像技术，采用混凝土桥梁裂缝检测数字成像系统进行混凝土模拟试件的三维数字图像模型及裂缝的定位与显示；

S4、将数字成像系统应用到混凝土桥梁表面裂缝及表下缺陷的检测。

2.根据权利要求1所述的一种数字成像系统在混凝土桥梁裂缝检测和分析中的应用方法，其特征在于：裂缝抽取使用ACTIS裂缝自动检测系统，实现一键自动提取裂缝功能，自动判定裂缝位置并给出裂缝宽度；实现目标裂缝多时间段发展趋势的跟踪比对；拍摄广角图像，并对高解析度图像进行自由组合，将多个图片拼接到一起进行处理。

3.根据权利要求1所述的一种数字成像系统在混凝土桥梁裂缝检测和分析中的应用方法，其特征在于：图像拼接包括图像校正、图像结合、图像标定三个过程。

4.根据权利要求1所述的一种数字成像系统在混凝土桥梁裂缝检测和分析中的应用方法，其特征在于：准备红外成像设备同时设置其硬件配置与性能，包括红外检测的分辨率与精度、内设光学数码镜头及与红外图像的重叠显示、图像文件格式与传输方式、对环境湿度与电荷的量测功能、及激光指示器。

5.根据权利要求1所述的一种数字成像系统在混凝土桥梁裂缝检测和分析中的应用方法，其特征在于：步骤S2中预制四块不同缺陷的混凝土试件进行红外图像试验：标准试件、表面裂纹试件、模拟分层试件和模拟空洞试件。

6.根据权利要求1所述的一种数字成像系统在混凝土桥梁裂缝检测和分析中的应用方法，其特征在于：步骤S3中建立混凝土桥梁裂缝检测数字成像系统，准确识别与完整记录混凝土桥梁构件的表观与下表缺陷，自动进行检测结果与数据库现有信息的标定与认证，分析混凝土桥梁的关联和差异，并能够对不同时间生成的缺陷的数字图像进行自动处理和比较，从而跟踪与识别既有缺陷随时间的变化及新缺陷的产生。

7.根据权利要求1所述的一种数字成像系统在混凝土桥梁裂缝检测和分析中的应用方法，其特征在于：步骤S3中还包括建立并逐渐扩充混凝土桥梁裂缝检测数据库，并与最新检测数据进行对比和更新。

8.根据权利要求1所述的一种数字成像系统在混凝土桥梁裂缝检测和分析中的应用方法，其特征在于：步骤S4中定期对桥梁的表面裂缝及表下缺陷情况进行检测及记录，通过不同时期的检测情况对比分析，研究混凝土桥梁裂缝扩展情况及影响因素。