[发明专利]基于无人机航拍及超声波探测的桥梁损伤深度检测方法

说明书

本发明涉及视频图像处理技术领域，尤其涉及基于无人机航拍及超声波探测的桥梁损伤深度检测方法；本发明通过无人机搭载摄像机拍摄图像，通过对图像进行处理，提取图像中的桥梁损伤特征图，并基于超声波探测器所生成的超声波探测信息判断桥梁损伤特征图是否为真，判断为真后，再将桥梁损伤特征图与桥梁的设计图进行比对，确定桥梁损伤特征图是否为真，若为真，则输出桥梁损伤信息；从而实现桥梁损伤的自动检测；并且通过超声波探测器以及桥梁的设计图判断所述桥梁损伤特征图是否为真，避免出现误判的情况，进而提高本发明检测的准确性。

技术领域

本发明涉及视频图像处理技术领域，尤其涉及基于无人机航拍及超声波探测的桥梁损伤深度检测方法。

背景技术

桥梁是公路以及铁路的重要组成部分，也是经济和社会发展的重要基础实施，桥梁长期工作过程中，会发生各种损伤，给桥梁的安全带来了重要大隐患。为了及时发现和排除桥梁的损伤，掌握桥梁构件的安全状态，需要定期对桥梁进行维护。在维护的过程中，需要通过各种桥梁检测及普查，采集桥梁损伤的病害信息，并分析桥梁情况，及时发现问题并制定维修方案，对桥梁的安全运行具有重要意义。

目前桥梁病害的检测方法主要通过现场人工检测或借助梁检测车等检测设备搭载人员接近桥梁，依靠人眼目测桥梁缺陷以及病害。由于桥梁下部往往是航道、铁路以及公路等交通道路，横跨在这些道路上的桥梁往往是主跨；而桥梁的梁底由于长期的载荷作用，极易发生混凝土开裂、钢材锈蚀以及混凝土剥落等病害，如何方便地检测梁底部的这些病害一直是桥梁检测的一个难题。

由于桥梁构件桥梁底部往往没有天然的工作平面，传统的检测方法多采用大型桥梁检测车人工拍照检测或者拼接立杆架设相机进行拍摄来获取桥梁底部图像，对桥梁安全性进行检测。但这类传统方法将检测成本高，效率低，自动化程度低。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明拟提供一种基于无人机航拍及超声波探测的桥梁损伤深度检测方法，拟解决目前检测成本高，效率低的技术问题。

基于无人机航拍及超声波探测的桥梁损伤深度检测方法，包括以下步骤：

步骤1：确定待检测桥梁的环境，基于所确定的环境确定无人机的巡检路径以及摄像机的机位和超声波探测器的机位，并保证摄像机和超声波探测器的输出端轴线平行；

步骤2：通过无人机上搭载的摄像机和超声波探测器对所确定的巡检路径上的桥梁进行摄像以及探测；

步骤3：将摄像机回传的视频数据进行预处理，得到待测图片数据集；

步骤4：采用训练好的桥梁损伤检测模型对图片数据集中的待测图片进行特征提取，得到桥梁损伤特征图；

步骤5：获取桥梁损伤特征图所对应的待测图片，并基于该待测图片得到拍摄时间、以及拍摄时间所对应的无人机定位信息；

步骤6：基于步骤5得到的拍摄时间和无人机定位信息，获得对应的超声波探测器的探测信息；基于超声波探测器在相同的拍摄时间以及相同的无人机定位信息下的探测信息，判断该桥梁损伤特征图是否为真，若为真则执行步骤7，若为假则将该信息储存至数据库中；

步骤7：基于超声波探测器的探测信息构建桥梁损伤深度图；并获取对应的桥梁设计图与桥梁损伤深度图进行对比，判断是否为真，若为真则输出桥梁深度图，若为假则将该信息储存至数据库中。

本发明通过无人机搭载摄像机拍摄桥梁的现场视频，并将视频转换为图片，通过桥梁损伤检测模型对桥梁进行特征提取，得到桥梁损伤特征图，而由于桥梁损伤特征图对应有拍摄的图片，而拍摄的图片存在于现场视频中，由此可以知道具体的拍摄时间，再根据拍摄时间可以得到无人机当前所处的位置，基于位置信息，从而可以得到存在桥梁损伤特征图的图片所对应的真实桥梁的位置；从而实现桥梁损伤的自动检测；