System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法技术_技高网

一种基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法技术

技术编号:40627167 阅读:7 留言:0更新日期:2024-03-13 21:14
本发明专利技术提供了一种基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法,将激光扫描系统的数据进行融合处理,生成点云文件,在处理点云过程中进行点云参数转化、航飞数据检查、POS纠偏操作;根据实际采集到的的点云数据进行三维模型构建,并按实体原始样式对构建模型进行纹理贴图;提前完成桥梁裂缝病害数据库的搭建,作为快速识别点云数据中病害的依据,对数据库进行训练,将快速识别以及人工精细识别得到的桥梁裂缝嵌入到通过点云数据建立的三维模型中,使得点云识别的裂缝病害与三维模型融合,完成在模型上显示裂缝形态的点云数据;根据裂缝信息参数,对目标桥梁已产生裂缝和结构进行裂缝分析,生成桥梁检测裂缝分析评估报告。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁检测,具体涉及一种基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法


技术介绍

1、在传统桥梁检测耗时耗力,对于桥梁的定期检查和经常检查常常不够重视,致使没有办法准确获取桥梁裂缝病害,形成安全隐患,出现安全问题。然而随着时代的进步,出现了新型的桥梁检测方法包括桥梁检测车、长焦相近拍摄、桥梁健康监测系统。但是桥梁检测车太过昂贵,利用率不高,且一旦更新迭代则成本过高,工作过程中占用道路影响交通,对行车安全造成威胁;使用长焦相机对桥梁结构进行拍摄检测,容易受到光照、分辨率、拍摄角度、其他额外因素的影响,干扰检测结果的准确率;利用桥梁健康监测系统,传统的传感器由于其本质上的缺点,无法长期提供稳定的测试数据,不能满足健康监测系统的要求;光纤传感器出现以后,解决了传统传感器的问题,能够实现长期的过程监测,只是光纤传感器的产业化程度不高,其高昂的费用限制了这一技术的大量应用。因此通过使用搭载三维激光点云设备的无人机对桥梁裂缝进行快速识别的方法,从而实现桥梁裂缝检测具有重要的意义。

2、通过无人机对桥梁进行检测,成本相对低,可以提高检测工作安全性,对复杂恶劣的自然环境中有着较强的适应性、机动性。三维激光点云采集技术针对于目标物点云数据进行采集,点云的集合包含了目标物体的空间坐标信息和空间大小结构纹理等多种信息,通过对点云数据的重建来对目标物进行呈现,可以呈现更加精准的细节信息,并且点云数据的存储方式简单、完整、全面,因此,基于点云的桥梁裂缝检测技术颇具意义。


技术实现思路

<p>1、本专利技术的目的在于提供了一种基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法,以解决上述背景中的提出的公路桥梁检测难度大,受高度地形和下部环境制约、效率低、成本高、人工检测误差较大等问题。

2、一种基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法,包括以下步骤:

3、步骤一:通过机载三维激光点云技术,通过前期对目标桥梁周围环境的勘察确定是否可以进行采集;设置满足精度要求的检校航线,检校最佳的方式,最终设计采集线路区域,通过无人机在设计好的航道中进行航拍完成数据采集;

4、步骤二:将激光扫描系统的数据进行融合处理,生成点云文件,在处理点云过程中进行点云参数转化、航飞数据检查、pos纠偏操作;根据实际采集到的的点云数据进行三维模型构建,并按实体原始样式对构建模型进行纹理贴图;

5、步骤三:提前完成桥梁裂缝病害数据库的搭建,作为快速识别点云数据中病害的依据,对数据库进行训练,将快速识别以及人工精细识别得到的桥梁裂缝嵌入到通过点云数据建立的三维模型中,使得点云识别的裂缝病害与三维模型融合,完成在模型上显示裂缝形态的点云数据,包含裂缝的长和宽信息;

6、步骤四:根据裂缝信息参数,对目标桥梁已产生裂缝和结构进行裂缝分析,生成桥梁检测裂缝分析评估报告。

7、进一步的,步骤二中,利用点云拟合功能进行模型精细构建,点云拟合功能包括:面拟合,绘制面,两平面求交线,三平面球交线,三平面求交点,柱面拟合和曲线拟合,经过一系列交互操作,得到点云对象的三维实体模型,后将生成的模型文件导入3dmax进行纹理贴图。

8、进一步的,步骤三中,使用自定义cnn、vgg16迁移学习、resnet50和元深度学习桥梁裂缝病害识别模型对标准化桥梁裂缝病害数据库进行训练。

9、进一步的,步骤三中,裂缝快速识别的方法为反射法,物体在点云设备发出激光时会出现激光射线反射的情况,而裂缝裂痕无法进行激光反射,无法获得反射数据为裂缝裂痕。

10、进一步的,步骤四中,生成桥梁裂缝分析评估报告的方法是使用遗传算法和神经网络算法相结合的改进响应面法对目标桥梁已产生裂缝和结构进行裂缝分析,基于概率统计的构建评估方法、模糊综合评估方法,生成桥梁检测裂缝分析评估报告。

11、与传统桥梁裂缝检测技术相比,本专利技术的有益效果是:

12、在役干线公路桥梁众多,数量庞大,许多桥梁环境复杂,相较于以人工为主的桥梁检测,本专利技术数据采集速度快、准确性强、完整性高,可操作性强可以应对众多复杂地形完成检测需求。相较于桥梁健康监测系统中用到的感知系统,本专利技术成本低、可检测范围广、可应对应急事件,同时也可保证及时掌握裂缝信息,定期检测便利,具有普适性。

13、中小跨径梁桥占比最大,但建、养、运过程受重视程度低,健康监测状态感知系统预算成本不够,但危桥往往属于该类桥梁,多发性裂缝也多数存在于中小跨径桥梁,本专利技术可以针对于中小跨径桥梁制定相应的定期检测计划,生成桥梁裂缝安全评估分析报告。

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【技术保护点】

1.一种基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法,其特征在于,步骤二中,利用点云拟合功能进行模型精细构建,点云拟合功能包括:面拟合,绘制面,两平面求交线,三平面球交线,三平面求交点,柱面拟合和曲线拟合,经过一系列交互操作,得到点云对象的三维实体模型,后将生成的模型文件导入3DMax进行纹理贴图。

3.根据权利要求1所述的基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法,其特征在于,步骤三中,使用自定义CNN、VGG16迁移学习、ResNet50和元深度学习桥梁裂缝病害识别模型对标准化桥梁裂缝病害数据库进行训练。

4.根据权利要求1所述的基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法,其特征在于,步骤三中,裂缝快速识别的方法为反射法,物体在点云设备发出激光时会出现激光射线反射的情况,而裂缝裂痕无法进行激光反射,无法获得反射数据为裂缝裂痕。

5.根据权利要求1所述的基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法,其特征在于,步骤四中,生成桥梁裂缝分析评估报告的方法是使用遗传算法和神经网络算法相结合的改进响应面法对目标桥梁已产生裂缝和结构进行裂缝分析,基于概率统计的构建评估方法、模糊综合评估方法,生成桥梁检测裂缝分析评估报告。

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【技术特征摘要】

1.一种基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法,其特征在于,步骤二中,利用点云拟合功能进行模型精细构建,点云拟合功能包括:面拟合,绘制面,两平面求交线,三平面球交线,三平面求交点,柱面拟合和曲线拟合,经过一系列交互操作,得到点云对象的三维实体模型,后将生成的模型文件导入3dmax进行纹理贴图。

3.根据权利要求1所述的基于三维激光点云的桥梁裂缝高精度快速识别的方法,其特征在于,步骤三中,使用自定义cnn、vgg16迁移学习、resnet50和元深度学习桥梁裂...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨睿之王强付玉强罗浩洋柴辉照王鑫玥唐子谦霍思远张健健高靓文杨呈之郜中阳薛昊玥刘诚王驰
申请(专利权)人:山西交通科学研究院集团有限公司
类型:发明
国别省市:

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