一种图像表观裂缝三维模型构建方法技术

本发明专利技术公开了一种图像表观裂缝三维模型构建方法，涉及建构筑物检修维护领域。获取建构筑物表观裂缝图像后，运用图像处理方法获得裂缝

【技术实现步骤摘要】
一种图像表观裂缝三维模型构建方法


[0001]本专利技术涉及建构筑物检修维护领域，具体涉及一种图像表观裂缝三维模型构建方法。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，随着人们生活生产对基础设施的要求不断增加，各类建(构)筑物和道路的存量也不断增长。而日常巡检维护是确保这些基础设施安全如期服役的重要保障。对形态狭细、随机无序分布的裂缝的勘察统计是建构筑物日常运行维护工作重要组成部分。因具有高效简单的优点，现有工作中大多采集建构筑表面二维光学图像，选用图像处理和几何形态处理方法对裂缝进行统计分析。
[0003]近年来，裂缝精细三维模型需求不断增加，相比二维图像具有如下优势：一，采用三维模型更利于分析比较裂缝随时间发展发育状况的变化；二，工作人员需要在数值仿真软件中分析不同工况下裂缝发育取值和对建构筑物安全服役的影响，且更精细的三维模型使得仿真结果与真实工况更接近；三，对外展示时，三维模型相比单个二维图像具有展示形象、通俗易懂的优势。但受如下条件制约，大部分现有装备和作业流程难以提供包含表观裂缝的精细三维模型：(1)双目三维相机等三维设备采集图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像表观裂缝三维模型构建方法，其特征在于：该方法步骤如下：步骤一，采集裂缝的二维图像，使用图像处理方法进行图像降噪与二值分割，获得裂缝
‑
基质二值图像；步骤二，计算裂缝平均宽度，判定各像素所处截面的宽度；对裂缝不同宽度处进行凹陷映射，得到裂缝像素凹陷映射坐标；步骤三，将裂缝像素凹陷映射坐标结合各像素在二维图像中的坐标获取对应的三维散点，以这些三维散点为顶点，创建Delaunay三角剖分，建立三角面片；步骤四，对顶点和三角面片数量进行优化，所述顶点包括裂缝边缘顶点、裂缝骨架顶点、普通裂缝顶点和基质像素对应顶点，删除用于表征平面和曲率小于一定值的曲面的三角面片及其顶点，以简化后的顶点及三角面片表征必要几何特征；步骤五，基于优化后的顶点重新建立Delauny三角剖分，获取三角面片，使用STL立体光刻技术得到裂缝三维模型。2.根据权利要求1所述的三维模型构建方法，其特征在于：所述步骤二中，计算裂缝平均宽度，判定各像素所处截面宽度，具体包括：获取裂缝骨架像素及其坐标，共有K个裂缝骨架像素，第k个裂缝骨架像素坐标为(x
k
,y
k
)；获取裂缝边缘像素及其坐标，共有P个裂缝边缘像素，第p个裂缝边缘像素坐标为(x
p
,y
p
)；则第k个裂缝骨架像素与第p个裂缝边缘像素距离d
kp
为：第k个裂缝骨架像素与其最近裂缝边缘像素距离d
k
为：d
k
＝min{d
kp
}；计算裂缝平均宽度d
ave
，公式如下：获取全部裂缝像素坐标，共有I个裂缝像素，计算各裂缝像素与其最近的裂缝骨架像素的距离，以及各裂缝像素与其最近的裂缝边缘像素的距离；设第i个裂缝像素在二维图像数组中坐标为(x
i
,y
i
)，第i个裂缝像素与第k个裂缝骨架像素距离为d
ik
，第i个裂缝像素与第p个裂缝边缘像素距离为d
ip
，第i个裂缝像素与其最近裂缝骨架像素距离为a
i
，第i个裂缝像素与其最近裂缝边缘像素距离为b
i
；则；则a
i
＝min{d
ik
}b
i
＝min{d
ip
}第i个裂缝像素所在裂缝横截面的宽度为2
×
(a
i
+b
i
)。3.根据权利要求2所述的三维模型构建方法，其特征在于：所述步骤二中，凹陷映射方法具体包括：根据平均宽度d
ave
确定裂缝标准截面凹陷映射函数，选取曲线形态下窄上宽且轴对称的函数z＝z
ave
(a
i
)；其中函数自变量a
i
是在宽度为平均宽度的截面中某裂缝像素i与其最近
裂缝骨架像素距离，因...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江峰，马士佳，李晓昭，王志鹏，漆泰岳，王高新，
申请(专利权)人：徐州江恒能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：