[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

说明书

本发明涉及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，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；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；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，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；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。本发明基于数字成像技术的检测方法具有定量分析精确、可作为永久性档案记录、重复可比性好、高效自动化性强、环境局限性小、及现场操作快速安全等优势。

技术领域

本发明涉及桥梁裂缝检测分析技术领域，尤其涉及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。

背景技术

混凝土微裂缝主要指粘着裂缝和水泥石裂缝。混凝土中微裂缝的存在，对于混凝土的基本物理力学性质如弹塑性、徐变、各种强度、变形、泊松比、结构刚度、化学反应等有重要影响。混凝土构件的裂纹长度、宽度和形态的准确把握，是正确判断混凝土构件的状态并提出科学合理的处理措施的前提。裂缝宽度、裂缝深度的检测是混凝土构件最为广泛的检测项目。

桥梁架设在江河湖海或者道路上，使车辆、行人等能顺利通行，桥梁结构的健康状况对人的生命和财产安全有重要影响。裂缝是桥梁一种常见的缺陷，若不及时发现进行修复，严重时会导致桥梁坍塌。目前，对桥梁的裂缝进行检测时，通过采集桥梁的可见光图像，基于可见光图像可以确定裂缝的位置、对桥梁的表观裂缝进行相关分析，但是并不能得到裂缝的深度，尤其是对于桥梁的梁底裂缝深度的检测。

目前对混凝土裂缝检测的研究中，采用的测量方法大致分为下面几种:

(1)通过裂缝宽度对比卡或塞尺来进行裂缝宽度的测量。此方法虽然简单，但精确度很低，且只能粗略的测量，还要投入大量的人力及时间。

(2)采用裂缝显微镜来进行裂缝宽度的测量，运用一定放大倍数的显微镜直接观察裂缝宽度，精确度一般在0.02mm ~0.05mm之间。此方法测试速度慢，测试劳动强度太大，因为要直接在裂缝表面人工近距离的调焦、读数和记录，人为读数误差较大。

(3)显示器显示裂缝图像，人工读取裂缝数据。此方法是用照相机等图像采集设备拍摄裂缝图像，然后放大显示在显示器上，最后根据屏幕上的比例尺，人工读取裂缝宽度。此方法避免了显微镜的近距离调焦，降低了劳动强度，但裂缝宽度的数据还要人为记录，所以存在人工读数的离散性。

实践中常用的裂缝检查方法仍是人工检测法，即由检查人员用肉眼来检查。人工检测的方法不仅费时费力、效率低下、主观性强，而且检测结果极其依赖检查工程师的个人经验和疲劳程度，并且很多检测场合检测难度高。因此依靠人力来进行混凝土裂缝检测很容易受外界环境等条件的制约。

由于混凝土桥梁现场浇注施工的特点，导致其质量控制较为困难，常常出现蜂窝、麻面、孔洞、离析等缺陷，因此建设工程上对于混凝土缺陷的无损检测技术向来是关注的重点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供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。

本发明的目的是这样实现的：

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，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；