基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法技术

本发明专利技术涉及一种基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法，包括如下步骤：采集裂缝处的图像，对图像进行预处理并转化为几何模型；对该几何模型进行离散化处理以形成点云集，并得出点云集中每个点的坐标；将点云集中的每个点根据对应的坐标放入欧氏空间中，进行持续同调后得出条码图，以反映连通半径变化中同调持续变化的拓扑特征；根据条码图得出裂缝的特征参数。本发明专利技术有效地解决了现有裂缝检测的成本高的问题，通过利用持续同调的方法对裂缝特征进行提取，实现精确化的裂缝检测，提升检测的精度，降低施工成本，能够满足实际施工需求。能够满足实际施工需求。能够满足实际施工需求。

【技术实现步骤摘要】
基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法


[0001]本专利技术涉及建筑、桥梁施工领域，特指一种基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法。

技术介绍

[0002]对于建筑、桥梁的裂缝检测，目前通常使用裂缝测宽仪、超声波无损仪等仪器设备直接进行检测，也有大量基于视觉的智能化检测和光纤应力应变检测方法等，然而上述的这些检测方法和装置都需要大量的成本投入，且检测的内容比较单一，不能满足实际施工需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法，解决了现有裂缝检测的成本高的问题，通过利用持续同调的方法对裂缝特征进行提取，实现精确化的裂缝检测，提升检测的精度，降低施工成本，能够满足实际施工需求。
[0004]实现上述目的的技术方案是：
[0005]本专利技术提供了一种基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法，包括如下步骤：
[0006]采集裂缝处的图像，对图像进行预处理并转化为几何模型；
[0007]对该几何模型进行离散化处理以形成点云集，并得出点云集中每个点的坐标；
[0008]将点云集中的每个点根据对应的坐标放入欧氏空间中，进行持续同调后得出条码图，以反映连通半径变化中同调持续变化的拓扑特征；
[0009]根据条码图得出裂缝的特征参数。
[0010]本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法，通过对采集的图像预处理并转化为几何模型后，对几何模型进行离散化处理形成点云集，并得到点云集中每个点的坐标，进而放入欧氏空间中进行持续同调后得到条码图，以反映连通半径变化中同调持续变化的拓扑特征，在条码图中零维条码图即可直观反映点云集中各点的相对位置、变化趋势、变化大小以及变化方向，一维条码图和二维条码图反映平面连通体形成的孔洞数，反映了裂缝横纵向的最大距离以及产生的破坏程度，解决了现有裂缝检测的成本高的问题，通过利用持续同调的方法对裂缝特征进行提取，实现精确化的裂缝检测，提升检测的精度，降低施工成本，能够满足实际施工需求。
[0011]本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法的进一步改进在于，进行持续同调时，还包括：
[0012]得到零维条码图和一维条码图，零维条码图中的零维贝蒂数表示离散化处理后形成的点的数量，一维条码图中的一维贝蒂数表示一维平面内随连通半径变化形成的空洞数量。
[0013]本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法的进一步改进在于，零维条码图中零维贝蒂数的最大值为裂缝的最大宽度，根据零维条码图得出裂缝的宽度变化趋势。
[0014]本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法的进一步改进在于，一维条码图中连通半径的最大值为裂缝产生的孔洞的最大半径，根据一维条码图得出裂缝的破坏程度以及空腔和孔洞的大小、数量和发展趋势。
[0015]本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法的进一步改进在于，连通半径为点云集中任意两点之间的距离。
[0016]本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法的进一步改进在于，利用COMSOL Multiphysics软件去除图像的噪音，并转化形成几何模型。
[0017]本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法的进一步改进在于，图像为二维或三维图像。
[0018]本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法的进一步改进在于，图像通过拍摄或雷达扫描获取。
[0019]本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法的进一步改进在于，通过UDEC软件对几何模型进行离散化处理。
[0020]本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法的进一步改进在于，通过matlab软件根据点云集中各点的坐标进行持续同调计算，从而得到条码图。
附图说明
[0021]图1为本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法的流程图。
[0022]图2为本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法中零维条码图。
[0023]图3为本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法中一维条码图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0025]参阅图1，本专利技术提供了一种基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法，通过对采集的图像预处理并转化为几何模型后，对几何模型进行离散化处理形成点云集，并得到点云集中每个点的坐标，进而放入欧氏空间中进行持续同调后得到条码图，以反映连通半径变化中同调持续变化的拓扑特征，在条码图中零维条码图即可直观反映点云集中各点的相对位置、变化趋势、变化大小以及变化方向，一维条码图和二维条码图反映平面连通体形成的孔洞数，反映了裂缝横纵向的最大距离以及产生的破坏程度，解决了现有裂缝检测的成本高的问题，通过利用持续同调的方法对裂缝特征进行提取，实现精确化的裂缝检测，提升检测的精度，降低施工成本，能够满足实际施工需求。下面结合附图对本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法进行说明。
[0026]参阅图1，图1为本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法的流程图。下面结合图1，对本专利技术基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法进行说明。
[0027]如图1所示，本专利技术的基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法，包括如下步骤：
[0028]采集裂缝处的图像，对图像进行预处理并转化为几何模型；
[0029]对该几何模型进行离散化处理以形成点云集，并得出点云集中每个点的坐标；
[0030]将点云集中的每个点根据对应的坐标放入欧氏空间中，进行持续同调后得出条码图，以反映连通半径变化中同调持续变化的拓扑特征；
[0031]根据条码图得出裂缝的特征参数。
[0032]具体的，利用COMSOL Multiphysics软件去除图像的噪音，并转化形成几何模型。
[0033]较佳地，图像为二维或三维图像。
[0034]又佳地，图像通过拍摄或雷达扫描获取。
[0035]具体的，通过UDEC软件对几何模型进行离散化处理。
[0036]具体的，通过matlab软件根据点云集中各点的坐标进行持续同调计算，从而得到条码图。
[0037]作为本专利技术的一较佳实施方式，进行持续同调时，还包括：
[0038]得到零维条码图和一维条码图，零维条码图中的零维贝蒂数表示离散化处理后形成的点的数量，一维条码图中的一维贝蒂数表示一维平面内随连通半径变化形成的空洞数量。
[0039]具体的，零维条码图中零维贝蒂数的最大值为裂缝的最大宽度，根据零维条码图得出裂缝的宽度变化趋势。
[0040]具体的，一维条码图中连通半径的最大值为裂缝产生的孔洞的最大半径，根据一维条码图得出裂缝的破坏程度以及空腔和孔洞的大小、数量和发展趋势。
[0041]较佳地，连通半径为点云集中任意两点之间的距离。
[0042]进一步的，在进行拓扑分析时，需要从拓扑空间开始，对拓扑学和持续同调进行推导，具体如下：
[0043]拓扑空间为一组有序对(A，b)，其中A是集合，b是A的子集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法，其特征在于，包括如下步骤：采集裂缝处的图像，对所述图像进行预处理并转化为几何模型；对所述几何模型进行离散化处理以形成点云集，并得出所述点云集中每个点的坐标；将所述点云集中的每个点根据对应的坐标放入欧氏空间中，进行持续同调后得出条码图，以反映连通半径变化中同调持续变化的拓扑特征；根据所述条码图得出所述裂缝的特征参数。2.如权利要求1所述的基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法，其特征在于，进行持续同调时，还包括：得到零维条码图和一维条码图，所述零维条码图中的零维贝蒂数表示离散化处理后形成的点的数量，所述一维条码图中的一维贝蒂数表示一维平面内随连通半径变化形成的孔洞数量。3.如权利要求2所述的基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法，其特征在于，所述零维条码图中零维贝蒂数的最大值为所述裂缝的最大宽度，根据所述零维条码图得出所述裂缝的宽度变化趋势。4.如权利要求2所述的基于持续同调的建筑裂缝特征提取方法，其特征在于，所述一维条码图中连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小飞，曹迪，刘广华，张鹏，陈立，龙偲，曹东磊，
申请(专利权)人：中建八局检测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：