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基于层次聚类的混凝土裂缝检测方法及应用
| 论文题名： | 基于层次聚类的混凝土裂缝检测方法及应用 |
| 关键词： | 混凝土桥梁;裂缝检测;层次聚类;自适应阈值 |
| 摘要： | 混凝土桥梁是现代桥梁中最常见的一种建筑类型，其不仅耐久性好，强度高，而且造价低廉。定期对桥梁进行检测，尽早发现威胁桥梁结构安全的裂缝，并及时进行维护，有利于桥梁的长期且安全的使用。使用传统的人工检测手段费时费力且危险系数高，无法满足日益增长的桥梁检测需求，得益于近年来快速发展的计算机和嵌入式技术，越来越多的研究学者开始关注并对基于数字图像处理的混凝土桥梁无损检测技术进行研究。 针对阈值分割后图像中存在的噪声连通域，本文提出了基于层次聚类的连通域面积形态学滤波方法，并设计了连通域面积阈值的自适应选取方法。通过对连通域面积序列的单连接距离阈值的求取获取面积阈值，实现对噪声连通域的滤除，该方法能滤除大量的噪声、伪裂缝，获取清晰的裂缝图像，并实现对裂缝图像的识别。 针对裂缝连通域断裂的现象，本文提出了一种基于裂缝连通域端点区域走向的形态学膨胀方法，并设计了裂缝端点区域及其方向的提取方法，通过对裂缝连通域端点沿端点区域方向做膨胀实现裂缝断裂处的连接。该方法在保留裂缝形状信息的前提下，提高了裂缝的完整性。 本文设计了一套适用于混凝土桥梁表面裂缝实时检测的便携式嵌入式系统。该系统基于AM3352核心板进行设计，通过工业摄像头OV9712获取图像，实现了图像的采集、显示、裂缝检测以及裂缝图像的存储等功能。最后通过现场实时采集混凝土裂缝图像与无裂缝图像对本文设计的裂缝检测系统进行了有效性和准确性验证，并对结果进行分析。测试结果表明:本文提出的裂缝检测方法的裂缝检测的准确率达到99.35％，且该方法检测速度较快，能够满足实时检测要求和工程实际应用。 |
| 作者： | 周敬富 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 林伟国;吴忠晓 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京化工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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