橋墩裂縫識(shí)別系統(tǒng)軟件使用手冊(cè)v

1、基于 opencv 的水下橋墩裂縫識(shí)別系統(tǒng) V1.0第一章 第一章 裂縫識(shí)別系統(tǒng) 裂縫識(shí)別系統(tǒng)1.1 1.1 研發(fā)背景 研發(fā)背景改革開放以來，我國公路建設(shè)迅猛發(fā)展，作為公路重要組成部分的橋梁也得到了相應(yīng)發(fā)展，我國大型橋梁的擁有量日益增多。橋梁在交通運(yùn)輸中具有極其重要的作用，公路的無限延伸也將橋梁的建設(shè)置于跨越更大的河流、更大的峽谷、更大的涵洞、更高的維度、更嚴(yán)酷的自然環(huán)境中，這就對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)施工、橋梁材料和橋梁養(yǎng)管設(shè)備提出了更高的要求。

2、然而有些橋梁在遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命時(shí)，就出現(xiàn)耐久性嚴(yán)重退化的現(xiàn)象，給國家經(jīng)濟(jì)及人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來巨大損失，橋梁結(jié)構(gòu)耐久性及大型橋梁的養(yǎng)護(hù)管理問題正挑戰(zhàn)新時(shí)期的橋梁建造者和養(yǎng)護(hù)管理者。而橋梁養(yǎng)管行業(yè)的現(xiàn)狀卻不容樂觀。橋梁養(yǎng)管行業(yè)存在著諸多的問題，如橋梁狀況信息反饋不及時(shí)、定檢周期長，橋梁檢查存在空白期、缺乏專用工具、難檢橋梁多、漏檢問題嚴(yán)重、數(shù)據(jù)管理落后等弊端，這就加大了橋梁使用中的危險(xiǎn)系數(shù)，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了極大的威脅。在橋梁如

3、此重要的今天，橋梁安全事故卻頻頻發(fā)生。橋梁坍塌所帶來的交通問題和對(duì)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的威脅，使我們對(duì)橋梁養(yǎng)管更加重視。因此，開發(fā)一款專用檢測(cè)工具刻不容緩。目前國內(nèi)外橋梁裂縫檢測(cè)的主要方法有：人工檢測(cè)、橋梁監(jiān)測(cè)車檢測(cè)、無損檢測(cè)、數(shù)字圖像處理檢測(cè)等。人工檢測(cè)和橋梁監(jiān)測(cè)車檢測(cè)兩種方法的人員耗費(fèi)大，效率、精確度低，存在不安全因素。在無損檢測(cè)技術(shù)中，超聲波法和沖擊彈性波法主要用于探測(cè)混凝土內(nèi)部裂縫以及裂縫的深度，后者只能檢測(cè)擴(kuò)展方向與表面成直角

4、，沒有分支的單純裂縫[1]。聲發(fā)射法只能檢測(cè)正在發(fā)生的裂縫，不能檢測(cè)已發(fā)生的舊裂縫。傳感儀器監(jiān)測(cè)利用埋設(shè)在混凝土中的卡爾遜式或弦式測(cè)縫計(jì)等儀器進(jìn)行裂縫監(jiān)測(cè)，其控制范圍僅 0.2~1m，屬點(diǎn)式檢測(cè)。由于裂縫出現(xiàn)具有空間隨機(jī)性，因此往往漏檢。光纖傳感監(jiān)測(cè)具有靈巧、精度高、抗電磁干擾，且可靠耐久、易于光纖傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，可以組成自動(dòng)化遙測(cè)系統(tǒng)，準(zhǔn)確地確定裂縫的位置。但構(gòu)建光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度和高額的成本不可忽視。目前，根據(jù)數(shù)字圖像分析技術(shù)開發(fā)的

5、應(yīng)用于橋梁裂縫圖像檢測(cè)的分析軟件，在實(shí)驗(yàn)室條件下能夠以較高的精度提取一定距離范圍內(nèi)拍攝的混凝土裂紋，但在戶外條件下，拍攝距離對(duì)圖像處理的精度有較大影響，精度隨距離增加而降低。在對(duì)明顯裂紋高度一半拱圈縱向 0.50裂縫長度小于跨徑地 1/8混凝土拱拱波與拱肋結(jié)合處 0.20墩臺(tái)帽 0.30不允許貫穿墩身截面一半經(jīng)常受浸蝕性水影響有筋無筋0.200.30常年有水、但無浸蝕性水影響有筋無筋0.250.35墩臺(tái)身干溝或季節(jié)性有水河流 0.40墩

6、臺(tái)有凍結(jié)作用部分 0.20公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG_D63-2007）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 (JTGD60-2004)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG_T_F50-2011）公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范（JTG_H11-2004）1.4 1.4 系統(tǒng)架構(gòu) 系統(tǒng)架構(gòu)基于 OpenCV 的水下橋墩裂縫識(shí)別系統(tǒng)由水上部分、水下部分及地上部分三部分組成。1）水上部分由微型船體外殼、電源、動(dòng)力系統(tǒng)、水下探測(cè)器收發(fā)裝置、樹莓派、控制電路以及 GPS 模塊

7、組成，其中：動(dòng)力系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)和螺旋槳，用于前進(jìn)及控制方向；水下探測(cè)器收發(fā)裝置用于水下設(shè)備投放和位置控制；由水下設(shè)備采集的視頻圖像信息輸入樹莓派，經(jīng)分析處理后輸出裂縫圖片和裂縫所處位置；控制電路用于控制無人船體和水下探測(cè)器收發(fā)裝置；GPS 模塊搭載用于獲取船體位置。水下探測(cè)器收發(fā)裝置包括電動(dòng)機(jī)、圓盤、定滑輪以及收發(fā)線纜?？梢钥刂扑绿綔y(cè)器的運(yùn)動(dòng)。無人船體由電源提供電能，操作人員通過控制電路遠(yuǎn)程控制動(dòng)力系統(tǒng)，進(jìn)而控制微型船體外殼的位置以及