本发明专利技术属于码头结构安全性状评估技术领域，公开了一种基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估方法与系统，所述基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估系统包括：码头结构图像采集模块、中央控制模块、承载力评定模块、裂缝检测模块、安全评估模块、预警模块、显示模块。本发明专利技术通过码头结构承载力评定模块完善了现有码头承载力评定技术，提高了码头承载力评定的准确性和效率，节省评定成本；同时，通过码头结构裂缝检测模块采用码头结构裂缝分类模型对码头结构裂缝进行检测分类，能够明显提高码头结构裂缝检测精度及效率，实现了利用基于深度学习的计算机检测技术解决相应裂缝检测等建筑问题。等建筑问题。等建筑问题。
【技术实现步骤摘要】
基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估方法与系统
[0001]本专利技术属于码头结构安全性状评估
，尤其涉及一种基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估方法与系统。
技术介绍
[0002]码头是海边、江河边专供轮船或渡船停泊，让乘客上下、货物装卸的建筑物。通常见于水陆交通发达的商业城市。人类利用码头，作为渡轮泊岸上落乘客及货物之用，其次还可能是吸引游人，及约会集合的地标。在码头周边常见的建筑或设施有邮轮、渡轮、货柜船、仓库、海关、浮桥、鱼市场、海滨长廊、车站、餐厅、或者商场等，然而，现有基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估系统不能准确评定码头结构的承载力；同时，对码头结构裂缝检测不准确。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004](1)现有基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估系统不能准确评定码头结构的承载力。
[0005](2)对码头结构裂缝检测不准确。
技术实现思路
[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估方法与系统。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估系统包括：
[0008]码头结构图像采集模块，用于通过DIC数字图像测量设备采集码头结构图像并进行图像预处理；
[0009]承载力评定模块，用于对码头承载力进行评定；
[0010]裂缝检测模块，用于对码头结构裂缝进行检测；
[0011]安全评估模块，用于对码头结构安全进行评估；
[0012]预警模块，用于对码头结构安全进行预警；
[0013]显示模块，用于码头结构图像、评定结果、检测结果、评估结果；
[0014]中央控制模块，与码头结构图像采集模块、承载力评定模块、裂缝检测模块、安全评估模块、预警模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；
[0015]所述图像预处理方法包括以下步骤：
[0016]获取单帧图像以及由CPU读取的所述单帧图像中所有像素的像素值数据；
[0017]对所述单帧图像进行缩放操作，得到缩放后图像；
[0018]调用预先编写的所述CUDA核函数，以利用所述CUDA核函数根据所述CPU读取的各个像素的像素值数据依次并行计算所述缩放后图像中各个像素的像素值大小。
[0019]进一步，所述码头结构承载力评定模块评定方法如下：
[0020](1)通过判断程序判断常规检算是否能评定码头结构的承载力，若能，则进入步骤
(4)；
[0021](2)若不能，则测试码头结构关键部位的准静态广义影响线；判断准静态广义影响线评定方法是否能评定码头结构的承载力；若准静态广义影响线评定方法不能评定码头结构的承载力，则进入下一步；若能评定，则进入步骤(4)；
[0022](3)判断荷载试验是否能评定码头结构的承载力，若能，则进入下一步；若不能评定，则对码头承载力进行专题研究评定；
[0023](4)得出码头结构承载力的评定结论。
[0024]进一步，所述直接检算评定法是用实际测量的准静态广义影响线替代理论计算的影响线来对码头结构进行结构检算和承载力评定。
[0025]进一步，所述码头结构裂缝检测模块检测方法如下：
[0026]1)对所采集的一组码头结构图像进行裂缝分割；并对码头结构图像进行增强处理；根据裂缝分割结果，采用预构建的码头结构裂缝分类模型对码头结构裂缝进行检测分类；
[0027]2)根据裂缝分割结果，对码头结构裂缝进行三维重建，从而得到裂缝的三维可视化效果；采用移动立方体算法对码头结构裂缝进行三维重建及裂缝信息检测。
[0028]进一步，所述对所采集的码头结构图像进行裂缝分割的方法包括如下步骤：
[0029]采用基于Nystrom逼近理论推广的谱聚类算法分割各个码头结构图像中的裂缝作为初始轮廓；
[0030]沿着向上方向，依次将已经分割好的裂缝映射到下一张码头结构图像上，作为该张码头结构图像中裂缝的初始轮廓，采用改进的GAC模型完成各个裂缝的分割，直到所有码头结构图像分割结束；
[0031]沿着向下方向，依次将沿着向上方向分割好的裂缝映射到下一张码头结构图像上，作为该张码头结构图像中裂缝的初始轮廓，采用改进的GAC模型完成各个裂缝的分割，直到所有码头结构图像分割结束；
[0032]其中，采用改进的GAC模型完成各个裂缝的分割的方法包括如下步骤：
[0033]计算已分割好的各个裂缝区域的灰度均值与灰度标准差，将灰度均值与灰度标准差作为各个裂缝区域的灰度相似性信息；
[0034]根据灰度相似性信息构造灰度相似性信息项；
[0035]将灰度相似性信息项作为一个外部能量项添加到GAC模型的能量泛函中，从而对GAC模型进行改进。
[0036]进一步，所述述码头结构裂缝分类模型的构建方法包括如下步骤：
[0037]收集包含各类裂缝的原始码头结构图像；
[0038]对所收集的原始码头结构图像进行裂缝标记及裂缝分割以构建码头结构裂缝的样本数据集；
[0039]结合码头结构全局特征初始构建8层的深度卷积神经网络，包括一层输入层、三层卷积层、三层池化层、二层全连接层和一层输出层，采用softmax分类器；
[0040]采用样本数据集对所构建的深度卷积神经网络进行训练及测试，以确定码头结构裂缝分类模型的结构及参数。
[0041]进一步，所述对原始码头结构图像进行数据清理，剔除未标记的码头结构图像。
[0042]进一步，所述在进行裂缝分割前，将码头结构图像转化为灰度图像，并对所述灰度图像进行增强及归一化处理。
[0043]进一步，所述在裂缝分割时，消除噪声和非规则细节对应的局部极值；
[0044]所述裂缝的种类包括：塑性裂缝、收缩裂缝、拱桥径向裂缝、腹下箱间间隙处纵向裂缝、墩台帽裂缝、拱脚裂缝。
[0045]本专利技术另一目的在于提供一种应用所述的基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估系统的基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估方法，该方法包括以下步骤：
[0046]步骤一，通过码头结构图像采集模块利用DIC数字图像测量设备采集码头结构图像并进行图像预处理；
[0047]步骤二，通过承载力评定模块对码头承载力进行评定；
[0048]步骤三，通过裂缝检测模块对码头结构裂缝进行检测；通过安全评估模块对码头结构安全进行评估；通过预警模块对码头结构安全进行预警；
[0049]步骤四，中央控制模块接收评定、检测、评估结果，通过显示模块码头结构图像、评定结果、检测结果、评估结果。
[0050]结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0051]本专利技术通过码头结构承载力评定模块对码头结构的影响线进行测试，并提取出码头结构的准静态广义影本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估系统，其特征在于，所述基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估系统包括：码头结构图像采集模块，用于通过DIC数字图像测量设备采集码头结构图像并进行图像预处理；承载力评定模块，用于对码头承载力进行评定；裂缝检测模块，用于对码头结构裂缝进行检测；安全评估模块，用于对码头结构安全进行评估；预警模块，用于对码头结构安全进行预警；显示模块，用于码头结构图像、评定结果、检测结果、评估结果；中央控制模块，与码头结构图像采集模块、承载力评定模块、裂缝检测模块、安全评估模块、预警模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；所述图像预处理方法包括以下步骤：获取单帧图像以及由CPU读取的所述单帧图像中所有像素的像素值数据；对所述单帧图像进行缩放操作，得到缩放后图像；调用预先编写的所述CUDA核函数，以利用所述CUDA核函数根据所述CPU读取的各个像素的像素值数据依次并行计算所述缩放后图像中各个像素的像素值大小。2.如权利要求1所述基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估系统，其特征在于，所述码头结构承载力评定模块评定方法如下：(1)通过判断程序判断常规检算是否能评定码头结构的承载力，若能，则进入步骤(4)；(2)若不能，则测试码头结构关键部位的准静态广义影响线；判断准静态广义影响线评定方法是否能评定码头结构的承载力；若准静态广义影响线评定方法不能评定码头结构的承载力，则进入下一步；若能评定，则进入步骤(4)；(3)判断荷载试验是否能评定码头结构的承载力，若能，则进入下一步；若不能评定，则对码头承载力进行专题研究评定；(4)得出码头结构承载力的评定结论。3.如权利要求2所述基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估系统，其特征在于，所述直接检算评定法是用实际测量的准静态广义影响线替代理论计算的影响线来对码头结构进行结构检算和承载力评定。4.如权利要求1所述基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估系统，其特征在于，所述码头结构裂缝检测模块检测方法如下：1)对所采集的一组码头结构图像进行裂缝分割；并对码头结构图像进行增强处理；根据裂缝分割结果，采用预构建的码头结构裂缝分类模型对码头结构裂缝进行检测分类；2)根据裂缝分割结果，对码头结构裂缝进行三维重建，从而得到裂缝的三维可视化效果；采用移动立方体算法对码头结构裂缝进行三维重建及裂缝信息检测。5.如权利要求4所述基于DIC量测技术的码头结构安全性状评估系统，其特征在于，所述对所采集的码头结构图像进行裂缝分割的方法包括如下步骤：采用基于Nystrom逼近理论推广的谱聚类算法分割各个码头结构图像中的裂缝作为初始轮廓；沿着...
【专利技术属性】
技术研发人员：马佳星，应国刚，陈杰，张杰，罗方，陈维敏，
申请(专利权)人：宁波朗达工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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