基于单像摄影的道路裂缝测量方法开题报告

1. 研究目的与意义

背景：

桥梁是交通基础设施的重要组成部分，在国家的社会发展与经济建设中发挥着相当重要的作用。由于裂缝的发生通常会引起混凝土桥梁的病害发生、性能退化与结构失效，因此，桥梁裂缝是评价桥梁安全性的重要指标之一，桥梁裂缝监测也成为混凝土桥梁健康监测中的重要内容。为了保障桥梁的质量与安全，需要加大对桥梁裂缝检测的频率与力度。我国传统的桥梁裂缝检测仍以人工为主，采用卷尺或裂缝测宽仪测量桥梁裂缝的长度与宽度，并手工记录裂缝位置、形状与大小等信息。这类人工检测方法自动化程度低、效率低、工作量较大、又不安全，易受气候和其他外界条件的影响，难以真实记录裂缝信息，测量结果受观测者的主观因素影响较大。所以针对传统道路裂缝量测操作复杂、效率差、危险性高的现状，提出一种基于单像摄影测量的桥梁裂缝快速测量方法。目的：改善传统道路裂缝量测操作复杂、效率差、危险性高的现状。

意义：

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容如下：

此毕业设计主要是在基于单像摄影测量技术，综合相机标定、标志点自动检测定位、物方像方空间变换和图像边缘检测等一系列算法下，研究一种桥梁裂缝尺寸的摄影测量技术，实现对桥梁裂缝高精度、非接触式的快速测量。即首先使用数码相机采集桥梁裂缝的单张影像; 其次进行相机标定，将原始影像进行畸变纠正; 然后使用 wong－ttrinder 圆点定位算子自动定位出标志牌上 5 个标志点的中心位置并将其作为控制点; 基于 5 个控制点进行二维直接线性变换，将影像重新正投影于标志牌所处的物方空间; 在此基础上采用基于卡方检验的 canny 边缘检测算子精确提取出裂缝边缘; 最后采用最短距离法计算出裂缝的宽度。

预期目标：

3. 研究的方法与步骤

研究方法和步骤：

1、使用数码相机采集裂缝的单张影像

2、利用levenberg-marquardt算法进行相机标定并完成原始影像的畸变纠正

4. 参考文献

[1] 赵烨昕,邹逸江.基于gis的宁波市桥梁信息系统初步研究[j].测绘与空间地理信息，2009,32(5):28-32

[2] 许薛军，张肖宁. 基于数字图像的混凝土桥梁裂缝检测技术[j]. 湖南大学学报（自然科学版）. 2013, 40(7): 34-40.

[3] 张维峰，尹冠生，刘萌，等. 数字图像处理技术在桥梁裂纹测量中的应用[j]. 长安大学学报（ 自然科学版）. 2011, 31(6): 50-53.

5. 计划与进度安排

（1）2022.3.1-2022.3.10：接受任务，了解指导教师对论文的要求和工作内容，根据论文题目阅读指导教师规定的文献，通过网络、期刊、专业书籍等进行相关背景资料了解，撰写开题报告。（2）2022.3.11-2022.3.20：搜集相关资料；阅读并翻译英文文献为中文（3）2022.3.21-2022.3.31：论文内容的初步设计（4）2022.4.1-2022.4.30：完成论文初稿（5）2022.5.1-2022.5.30：完成实际应用，完善实验系统，修改论文（6）2022.6.1-2022.6.5： 论文修改，并完成论文最终稿（7）2022.6.6-2022.6.10： 论文答辩准备及答辩