一种基于多手机拍摄的简支梁形变测量与裂纹检测系统技术方案

本发明专利技术涉及人工智能技术领域，具体涉及一种基于多手机拍摄的简支梁形变测量与裂纹检测系统。该系统包括：图像采集模块获得第一区域的第一标记线序列和第二区域的第二标记线序列；第一标记线预测模块通过第二标记线序列预测出第一区域的标记线，获得第一候选标记线序列；候选标记线序列处理模块将第一候选标记线序列筛选融合，获得第一预测标记线序列和对应的第一准确率；第二标记线预测模块模块将第一预测标记线序列和第一标记线序列合并的序列预测出第一区域下一时刻的第二预测标记线序列和对应的第二准确率；准确率评价模块通过第一准确率和第二准确率更新标记线序列信息。本发明专利技术通过多段预测标记线同时获得丰富的标记线数据和裂纹数据。记线数据和裂纹数据。记线数据和裂纹数据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多手机拍摄的简支梁形变测量与裂纹检测系统


[0001]本专利技术涉及人工智能
，具体涉及一种基于多手机拍摄的简支梁形变测量与裂纹检测系统。

技术介绍

[0002]简支梁是简易的桥梁结构，为了获得简支梁承重情况，需要对简支梁材料进行承重检测。目前为了获得受力下的形变过程，会在材料上布置多个传感器，通过多个传感器信息判断当前材料的负荷情况。还可以通过计算机视觉利用多视角的工业相机构建三维模型，通过三维模型可视化的观测材料负荷情况。但是现有技术操作过程繁琐，测量成本高，且只能观测材料的形变，无法在检测形变的同时获得材料裂纹信息。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于多手机拍摄的简支梁形变测量与裂纹检测系统，所采用的技术方案具体如下：
[0004]本专利技术提出了一种基于多手机拍摄的简支梁形变测量与裂纹检测系统，其特征在于，所述系统包括：
[0005]图像采集模块，用于通过第一相机根据设置的长短焦变换周期采集简支梁侧面的第一区域图像，获得第一标记线序列和第一裂纹序列；第二相机根据设置的不同的所述长短焦变换周期采集所述简支梁侧面的第二区域图像，获得第二标记线序列；所述第一区域与第二区域相邻；所述简支梁侧面设置有沿所述简支梁延伸方向的标记线；
[0006]第一标记线预测模块，用于在所述第一相机采集所述第一裂纹序列时，获取每条所述第二标记线的空域形变特征；所述空域形变特征包含位置信息和曲率信息；以所述空域形变特征从标记线数据库中预测出所述第一区域的标记线，获得第一候选标记线序列；
[0007]候选标记线序列处理模块，用于获取每条所述第一候选标记线之间的相似度；筛选所述相似度得到相似度集合；将所述相似度集合对应的所述标记线的所述空域形变特征融合，获得融合后的第一预测标记线序列和对应的第一准确率；所述第一准确率为所述相似度集合对应的所述标记线之间的重合程度；
[0008]第二标记线预测模块，用于将所述第一预测标记线序列和所述第一标记线序列合并为第三标记线序列；将每条所述第三标记线序列的时间信息和空域形变特征结合，获得时空域形变特征；根据所述时空域形变特征预测出所述第一区域下一时刻的多条标记线，获得第二候选标记线序列，以获得第二预测标记线序列和对应的第二准确率；
[0009]准确率评价模块，用于当所述第一准确率小于预设的第一准确率阈值时，缩短所述第二相机的焦距，更新所述第二标记线序列；当所述第二准确率小于预设的第二准确率阈值时，所述第一相机调整为短焦状态，更新所述第一标记线序列，然后切换为长焦继续采集裂纹信息。
[0010]2.根据权利要求1所述的一种基于多手机拍摄的简支梁形变测量与裂纹检测系
统，其特征在于，所述图像采集模块还包括长短焦变换周期调整模块；
[0011]长短焦变换周期调整模块，用于根据所述第一标记线序列和所述第一裂纹序列获得标记线形变速度和裂纹生长速度；以短焦持续时间与所述标记线形变速度成正比，长焦持续时间与所述裂纹形变速度成正比，调整所述长短焦变换周期；当所述裂纹生长速度大于预设裂纹生长速度阈值时，所述第一相机仅在长焦镜头下采集裂纹信息。
[0012]进一步地，所述图像采集模块还包括标记线形变速度获取模块；
[0013]所述标记线形变速度获取模块，用于以第一标记线序列中相邻所述标记线竖直方向上的平均像素位移量作为所述标记线形变速度。
[0014]进一步地，所述图像采集模块还包括裂纹生长速度获取模块；
[0015]所述裂纹生长速度获取模块，用于以第一裂纹序列中相邻裂纹的面积变化量作为所述裂纹生长速度。
[0016]进一步地，所述第一标记线预测模块还包括空域形变特征获取模块；
[0017]所述空域形变特征获取模块，用于利用第一滑窗在所述第二标记线序列中的所述标记线上进行处理；所述第一滑窗设置多个第一采样点；所述第一采样点均在所述标记线上；所述第一采样点进行多项式拟合获得的二次函数；以所述二次函数的系数、所述第一滑窗中心采样点的曲率信息和位置信息构成所述空域形变特征。
[0018]进一步地，所述第二标记线预测模块还包括时空域形变特征获取模块；
[0019]所述时空域形变特征获取模块，用于利用第二滑窗在所述第三标记线序列中的所述标记线之间进行处理；所述第二滑窗设置多个第二采样点；所述第二采样点分别在相邻时间序列内的所述标记上；以所述时间信息、所述第二滑窗中心采样点的曲率信息和位置信息构成所述时空域形变特征。
[0020]进一步地，所述候选标记线序列处理模块还包括相似度获取模块；
[0021]所述相似度获取模块，用于在所述第一候选标记线序列中，获得所述第一候选标记线与对应的每条所述第二标记线序列的所述空域形变特征的余弦相似度、所述第一候选标记线之间的主成分方向夹角余弦值、所述第一候选标记线之间的交并比、和所述第一候选标记线上的像素点在竖直方向上的距离均值；将所述余弦相似度、所述夹角余弦值、所述交并比和所述距离均值送入预先训练好的全连接网络中，输出相似度。
[0022]进一步地，所述候选标记线序列处理模块还包括标记线融合模块；
[0023]所述标记线融合模块，用于在所述相似度集合对应的标记线中，以每条所述标记线的所述余弦相似度作为权重对所述标记线的所述空域形变特征进行加权求平均；融合后的所述空域形变特征对应的标记线为所述第一预测标记线序列。
[0024]进一步地，所述候选标记线序列处理模块还包括准确率获取模块；
[0025]所述准确率获取模块，用于获得所述相似度集合的均值与方差；以所述均值和所述方差比值的负指数次方作为准确率调整比；以所述准确率调整比与所述均值的乘积作为所述第一准确率。
[0026]本专利技术具有如下有益效果：
[0027]1.本专利技术实施例中，通过手机代替工业相机进行测量，减少了测量成本，且可以通过采集的图像数据同时获得简支梁形变信息和裂纹信息。
[0028]2.本专利技术实施例中，通过对标记线的特征进行提取，对不同位置的标记线和未来
时间段内的标记线进行预测，获得丰富的标记线数据和裂纹数据，提高了测量分析的准确性。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0030]图1为本专利技术一个实施例所提供的一种基于多手机拍摄的简支梁形变测量与裂纹检测系统框图。
具体实施方式
[0031]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种基于多手机拍摄的简支梁形变测量与裂纹检测系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多手机拍摄的简支梁形变测量与裂纹检测系统，其特征在于，所述系统包括：图像采集模块，用于通过第一相机根据设置的长短焦变换周期采集简支梁侧面的第一区域图像，获得第一标记线序列和第一裂纹序列；第二相机根据设置的不同的所述长短焦变换周期采集所述简支梁侧面的第二区域图像，获得第二标记线序列；所述第一区域与第二区域相邻；所述简支梁侧面设置有沿所述简支梁延伸方向的标记线；第一标记线预测模块，用于在所述第一相机采集所述第一裂纹序列时，获取每条所述第二标记线的空域形变特征；所述空域形变特征包含位置信息和曲率信息；以所述空域形变特征从标记线数据库中预测出所述第一区域的标记线，获得第一候选标记线序列；候选标记线序列处理模块，用于获取每条所述第一候选标记线之间的相似度；筛选所述相似度得到相似度集合；将所述相似度集合对应的所述标记线的所述空域形变特征融合，获得融合后的第一预测标记线序列和对应的第一准确率；所述第一准确率为所述相似度集合对应的所述标记线之间的重合程度；第二标记线预测模块，用于将所述第一预测标记线序列和所述第一标记线序列合并为第三标记线序列；将每条所述第三标记线序列的时间信息和空域形变特征结合，获得时空域形变特征；根据所述时空域形变特征预测出所述第一区域下一时刻的多条标记线，获得第二候选标记线序列，以获得第二预测标记线序列和对应的第二准确率；准确率评价模块，用于当所述第一准确率小于预设的第一准确率阈值时，缩短所述第二相机的焦距，更新所述第二标记线序列；当所述第二准确率小于预设的第二准确率阈值时，所述第一相机调整为短焦状态，更新所述第一标记线序列，然后切换为长焦继续采集裂纹信息。2.根据权利要求1所述的一种基于多手机拍摄的简支梁形变测量与裂纹检测系统，其特征在于，所述图像采集模块还包括长短焦变换周期调整模块；长短焦变换周期调整模块，用于根据所述第一标记线序列和所述第一裂纹序列获得标记线形变速度和裂纹生长速度；以短焦持续时间与所述标记线形变速度成正比，长焦持续时间与所述裂纹形变速度成正比，调整所述长短焦变换周期；当所述裂纹生长速度大于预设裂纹生长速度阈值时，所述第一相机仅在长焦镜头下采集裂纹信息。3.根据权利要求2所述的一种基于多手机拍摄的简支梁形变测量与裂纹检测系统，其特征在于，所述图像采集模块还包括标记线形变速度获取模块；所述标记线形变速度获取模块，用于以第一标记线序列中相邻所述标记线竖直方向上的平均像素位移量作为所述标记线形变速度。4.根据权利要求2所述的一种基于多手机拍摄的简支梁形变测量与裂...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝放，王晓阳，常天冰，陶志刚，柴啸龙，宁轩，陈家模，
申请(专利权)人：郑州汇诚富铭智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：